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从日韩氢能产业进展看我国氢能发展

文字:[大][中][小] 发布时间:2019-11-7  浏览次数:123

当前,氢能产业备受全球关注,日本、韩国推动氢能及燃料电池汽车研发及示范力度较大,产业发展走在世界前列。而在我国,无论是近期各地政策规划的相继出台,还是二级市场相关概念的持续爆发,氢能作为一个新的风口正在受到市场热捧。

中国国际经济交流中心课题组近期赴日本和韩国,访问中国驻日使馆、日本经济产业省、韩国产业通商资源部,以及日本东丽、丰田、韩国现代等企业,就日韩氢能及燃料电池发展战略、行业现状与支持政策等进行交流,两国相关做法可对我国氢能产业发展有所借鉴和启示。

日韩氢能产业发展基本情况

(一)日本:着力构建“氢能社会”。

氢能早期应用于航天和军事领域,在多年研发基础上,日本近年提出构建“氢能社会”,采取多种措施在引领氢燃料电池技术国际标准和产业化进程中取得先机。

在氢能产业链条上,日本龙头车企已基本掌握氢燃料电池核心技术,东丽等企业主导全球膜、碳纸和碳纤维等关键材料生产。受资源禀赋约束,日本在上游制氢环节存在短板,拟从澳大利亚、文莱等国进口氢气,正积极研发褐煤制氢和可再生能源制氢等技术。目前采用主流的高压气态储氢和压缩气体车辆运氢,同时研发低温液化储氢和管道输氢模式。

日本计划将氢气价格从目前的100日元/标方(人民币约6.4元/标方)下降到2030年30日元/标方(人民币约1.9元/标方),使其接近汽油和天然气价格。日本燃料电池在民用领域的大规模应用开始于家庭分布式燃料电池热电联供系统(ENE-FARM),2008年开始量产。目前ENE-FARM累计售出28万套,预计2030年达到530万套,达到日本家庭户数的10%。

氢能在日本交通上的应用,是2014年丰田推出世界上第一款燃料电池乘用车MIRAI时才实现的。截至2019年5月,MIRAI累计生产9500辆,其中出口6500辆,在全球率先实现量产。此外,日本也开始向商用车拓展,已有18辆巴士和160辆叉车投入使用。

(二)韩国:致力打造“氢经济”。

韩国氢燃料电池汽车研发有数十年积累,目前已将“氢经济”列为三大创新增长战略之一,将氢燃料电池汽车作为下一个经济增长引擎,拟迅速占领全球氢燃料电池汽车市场。

韩国拥有自主膜电极技术,但碳纤维等关键材料依赖进口。目前正推进碳纸、高压容器零部件等国产化,计划到2022年实现100%国产化。韩国主要采用天然气裂解制氢,已形成仁川、平泽、三陟、同阳等制氢基地,2018年氢气产量13万吨,计划到2040年增至526万吨。

韩国氢气产量难以满足产业发展需要,也在筹划海外进口通道。在储运上,主要采用“高压气态+管道”方式,拥有蔚山、丽水、大山为中心的氢气管道,液化氢和液态储运技术仍处于前期研发阶段。

应用环节,乘用车发展较快,现代公司NEXO燃料电池乘用车技术世界领先。商用车方面,于2018年推出第三代燃料电池大巴车。同时,已将家用热电联供和分布式发电均列入氢能产业发展重点,并给予政策支持。

日韩政府支持氢能产业发展的主要做法

(一)从国家能源战略视角制定氢能发展目标。

2017年日本发布《氢能基本战略》,将氢能作为重要的二次能源进行示范应用,提出2030年实现氢燃料电池发电商业化,建立大规模氢能供给系统,2050年全面普及氢燃料电池汽车,建成零碳氢燃料供给系统。鼓励家用燃料电池消费,采用ENE-FARM替代家庭传统能源。

韩国2019年发布《氢经济发展路线图》明确,2018-2022年为氢能立法、技术研发和基础设施投资准备期,2022-2030年为氢能推广发展期,2030-2040年为氢能社会打造期。韩国政府还计划制定《韩国氢能经济与安全管理法》等,为本国氢经济五年基本计划和年度

计划提供法律支持

(二)多措并举培育和壮大氢能产业。

一是日韩都有专门机构负责引导氢能产业发展。日本主要通过隶属于经济产业省(METI)的新能源产业技术综合开发机构(NEDO)支持氢能研发项目。作为日本最大的公立研发管理机构,NEDO的主要是促进能源环境相关科技产品的转化。韩国主要由产业通商资源部牵头制定产业政策。

二是日韩均通过大量资金和多种形式助推产业发展。2018年,METI投入2.6亿美元用于氢能与燃料电池产业研发。对加氢站建设实行50%的上限补贴,对运营也给予一定补贴。为推广ENE-FARM,设立“民用燃料电池补助金”,采取退坡机制,目前已停止补贴。还实行购车补贴,购买一台丰田MIRAI可享受约10万元人民币的补贴。

韩国则实行车辆购置补贴、税费减免及高速公路费、停车费减免等激励,对燃料电池设备企业和天然气制氢企业给予价格优惠,并计划放宽加氢站建设限制。下一步,政府还将投入3千亿韩元(约合18亿元人民币),提高氢能零配件技术研发能力,建设氢能研发生态系统。

(三)致力于构建海外氢能供给体系和销售市场。

日韩均存在资源短板,都希望构建海外氢能供给体系。日本正探索通过液氢船将澳大利亚褐煤制氢气运回国内,如试验成功,将大规模扩展氢气海外贸易。近日,在与国际能源署合作发布的报告《氢能的未来》中,日本呼吁尽快启动第一条氢贸易国际航线。

日本还积极拓展燃料电池汽车海外销售市场,丰田、本田已成功将氢燃料电池车销往美欧等地,并与通用、戴姆勒等建立了技术合作关系。韩国正积极与美国、加拿大、欧洲等建立氢能双边或多边合作关系。韩方希望加强中日韩在氢能领域的交流,尤其是同中国的合作,以解决其氢源和海外市场销售等问题。

(四)多方合作破解“加氢焦虑”。

加氢站缺乏是燃料电池汽车应用推广的重要制约因素。得益于长期财税政策支持,日本已基本破题“加氢焦虑”,目前共运行加氢站107座,是世界上加氢站数量最多的国家。

2018年初,为快速推进氢能基础设施建设和运营,日本政府还牵头组织车企、能源和气体企业、金融企业多方合作合资建立了Japan H2 Mobility(简称JHyM)经营实体。

韩国提出2022年,政府与企业合作投资23亿美元,推广1.6万辆燃料电池汽车,建设310座加氢站,并计划将全国液化石油气(LPG)加气站改造成油氢混合加氢站,加快私营加氢站普及运营。

对我国的启示与建议

(一)对氢能的应用不能局限于“一窝蜂”式造车。

国内氢能发展的所有注意力几乎都集中在交通领域,各大车企都在积极布局氢燃料电池汽车。实际上,氢能在农业、工业及第三产业都有广泛用途,氢对能源体系的作用也是多方面的,在发电、储能、建筑等领域,氢能都将大有可为。

日本将家用分布式热电联供系统和氢燃料汽车作为发展重点,韩国也将氢能拓展到船舶、列车、无人机等装载、物流及农林作业等应用场景。我国需要以更宽广的视野更全面地挖掘氢能的价值和潜力。

(二)政府应做好统筹助力突破关键技术。

日本通过NEDO的良好机制,组织产业链龙头企业参与,汇聚政产学研用力量集中进行科研攻关,知识产权实行内部共享,有助于快速实现技术突破,也避免了分散研发带来的资源浪费和恶性竞争。

近年来我国企业自主研发意识增强,不少涉氢央企、国企和民企各自都在瞄准燃料电池电堆技术进行研发,但基本上是各自为战,技术路线各异、专业人才稀缺、圈内互相挖人现象突出,日本做法值得借鉴。

(三)自主技术突破前不宜大规模推广终端应用。

虽然有扎实的技术积累,但鉴于氢源和成本问题未得到有效解决,日韩对下一步市场推广均持谨慎乐观态度。我国尚未突破关键技术,氢燃料电池汽车产业链利润大都在上游电堆环节,核心技术在国外。而这些国家在技术研发上投入多年尚未获得回报,正面临成本亟需摊薄困境。

此时我们大规模敞开市场,必将导致产业链利润大幅外流,出现“花自己的钱,帮别人开拓市场”的尴尬局面。当国际经贸关系不佳时,极易受制于人。因此,终端市场推广应与我自主创新进度相匹配。

(四)需警惕产业无序竞争和产能扩张风险。

日本东丽公司历经百年深耕细作,成为全球顶级材料供应商,膜电极用膜和碳纤维占据全球最高份额。近年来将业务扩展至膜电极,但东丽表示产业链延伸到此为止,绝不涉足电堆,并表示当前还不会大规模扩张碳纸产能,其专业精神和谨慎态度令人深思。

在近两年不断高涨的“氢能热”中,我国不乏苦炼内功、稳扎稳打的企业和立足自身条件实事求是发展产业的地方政府,但也有一些地方为追求短平快的政绩,与追求暴利的企业结合起来,不顾当地资源条件蜂拥而上布局产能,给予大量补贴和政策优惠拔苗助长。

初步统计,全国宣称布局氢能产业的省区已超过2/3,规划的氢燃料电池电堆总产能超过3000兆瓦,燃料电池汽车产能总计超10万辆,跟风冒进现象严重。

(五)立足国情科学谋划氢能定位。

日本虽然在上世纪70年代石油危机后便开始了对氢能的研究,但加速氢能发展却是在福岛核事故之后,主要目的在于实现“氢电共存”,解决能源短缺、缓解环保减排压力,并重新掌握在全球能源和新能源汽车发展的技术主导权。

韩国也是个能源高度依赖进口的国家,发展氢能与日本初衷相似,同时希望通过扶持新兴产业来提振近年增长乏力的经济态势,发展氢经济是重要抓手。

我国资源能源禀赋多样,对能源的选择及经济调控的回旋空间较大,应切实从我国国情出发,根据我能源战略和产业发展需要,从全产业链系统谋划,科学理性明确氢能定位。

作者简介:

景春梅:中国国际经济交流中心信息部副部长、研究员

何七香:中国国际经济交流中心博士后

欧训民:清华大学能源环境经济研究所副教授


来源:i能源