燃料电池化是商用车转型升级方向

■电动汽车和燃料电池汽车是并行互补的关系

是否要大力发展燃料电池汽车,这本不应该是一个问题,但实际上却不见得。去年李克强总理访问日本,在丰田公司参观了燃料电池汽车等产品,于是坊间盛传,认为动力电池的电动汽车不行了,未来我国将转向燃料电池汽车。这显然是谣传,但其背后的逻辑值得我们警惕——即把复杂的产业发展问题简单化,认为传统汽车技术领域我们追不上,但可以在电动汽车领域“弯道超车”;认为在解决汽车节能排放的战略取向上,只能集中到一个重点,要么是动力电池电动汽车,要么是燃料电池汽车。

最近我国燃料电池汽车补贴政策出现空档期,业内疑虑又起:会不会因为动力电池电动汽车发展良好,政府要放缓对燃料电池汽车的支持?笔者认为这样的担心是不必要的。理由有二:一是在政府发布的《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020)》中,明确将燃料电池作为重点发展方向之一。当前正在制定的《新能源汽车产业发展规划(2021-2035)》,燃料电池汽车也是发展重点。因此不存在政府放缓支持燃料电池汽车的情况。二是就技术特点而言,动力电池电动汽车适用于乘用车,而燃料电池汽车更适用于长途重载的商用车。二者是并行互补的关系,明确这一点很重要。我们应该全面看待电动汽车相关技术发展,经过近20年的发展,一方面,动力电池有了长足进步,业界普遍认同动力电池电动汽车可作为乘用车转型升级的主要方向;另一方面,燃料电池电动汽车也有了长足进步,正被明确为商用车转型升级的主要方向。

■应把重型载货车作为燃料电池汽车的主要发展方向

当前,对于动力电池电动汽车的发展规划目标是明确的,各大汽车公司都已作出全面电动化转型的规划,甚至有些国家和地区还提出了禁售燃油车的时间目标。但这些规划和实践目标中不包括商用车,特别是用于高速公路长途运输的重型载货车。国际上,燃料电池汽车发展多集中于乘用车领域,如丰田明星车型Mirai就是乘用车,不过最近丰田开始把Mirai的燃料电池动力系统用于大客车。早些年,我国燃料电池汽车研究也是跟随国际路线,集中于乘用车,近年来才开始转向大客车和物流车。笔者认为,基于燃料电池已取得重大技术进步,以及我国节能减排的目标要求,应该把重型载货车作为燃料电池汽车的主要发展方向。

其一,我国节能减排与能源紧缺形势严峻。一方面,我国已成为CO2排放世界第一大国,若要兑现我国政府在《巴黎协定》中的承诺,需大幅降低汽车的碳排放。而动力电池电动汽车的推广,仅可以降低乘用车领域的碳排放。虽然商用车数量不到全部车辆的1/5,但燃油消耗却接近一半,因此需要明确有效的措施降低商用车领域的碳排放。另一方面,我国石油进口依存度已超过70%,能源安全形势严峻。要解决这一问题,也必须降低商用车特别是中重型载货车对柴油的依赖。

其二,技术发展已经成熟。研究表明,基于当前的技术路线,如果能够大规模产业化,燃料电池动力系统的成本可与柴油机相当,而氢气的产、输、供成本可与柴油相当,因此制定较大规模燃料电池汽车产业化的规划基础已经形成。

其三,我国具有发展燃料电池汽车的独到优势。与动力电池电动汽车可以使用现有的供电网络不同,发展燃料电池汽车需要重新建立氢的供应系统。我国正处于大规模的基础设施建设阶段,因此在可用于建设基础设施的财力物力方面具有优势。另外,我国风电光伏发展迅速,有大量的碎片化能源需要消纳,可以用于制氢。我国还有全世界规模最大的化学工业体系,每年产生大量的工业副产氢。同时,我国还是全世界最大的商用汽车生产国和消费市场,无论是市场规模还是企业实力,都足以支撑发展燃料电池汽车。

其四,我国有10年产业化推广动力电池电动汽车的经验和教训,可以合理处理政府推动与市场拉动的关系、产品开发和基础设施建设的关系、生产与应用的关系。同时,也有助于在燃料电池汽车领域更科学地运用政府补贴。首先补贴应适度,过少则推动力差,过多易引起分散重复,甚至出现“骗补”现象。其次,应对补贴总量进行规划,制定预算,既不过多加重财政负担,也不过分拉长补贴下发周期,造成企业财务困难。再者,不要让地方政府补贴车型,以免催生地方保护,地方政府更应该做的是支持基础设施建设。

此外,长途客车也是燃料电池汽车发展的重点车型。与重型载货车相同,长途客车也不适合使用动力电池作动力,而且运行线路相对稳定,管理相对集中,适合发展燃料电池车型。

■需补充完善燃料电池技术路线

如果将商用车特别是重型载货车作为燃料电池汽车的主要突破方向,需补充完善燃料电池技术路线。虽然笔者不是这方面专家,但想提出两点。一是液氢路线。由于重型载货车需要800～1000公里的续驶里程,压缩氢气路线不能满足这一需求,成本太高。因此需要重视液氢路线,缩短氢气过渡过程,提前谋划液氢系统汽车产品的设计和基础设施建设。二是电电混合的程度。燃料电池技术如果用于乘用车和物流车,行驶工况复杂、储备功率大,可以采取适当缩小电堆、加大电池容量的技术路线;如果用于重型载货车,则需要更多考虑高速公路长途行驶的工况,合理设置燃料电池电堆的功率额度和电电混合的程度。

■合理设定规划数量目标

产业化推广阶段与前期的技术准备、少量试点阶段不同,需要规模市场来支撑。笔者大胆建议,以2025年左右累计生产50万辆为规划目标。在产业化推广阶段,由政府指定个别地区少数企业重点突破。设定50万辆为目标,可以保证在几个重点区域内达到10万辆规模,使燃料电池汽车研发、生产和氢的制取、输送、供应系统,达到一定的市场规模,从而实现技术进步和成本下降。政府还可以按50万辆制定补贴规划,达到50万辆后不再补贴,避免当下动力电池电动汽车发展中出现的数量发展过快、财政补贴左支右绌的尴尬状况。在当年《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020)》的制定过程中,也存在第一阶段要不要制定50万辆为规划目标的争论,经过反复讨论,最终还是明确得出50万辆为全国产业化推广最低规模的结论。实践证明这一目标的确定非常重要。笔者并未低估建立氢的制、输、供系统的难度,如果出现制、输、供系统跟不上的情况,建议宁可适当推迟实现第一阶段目标的时间,也不要减少第一阶段规划的数量目标。

■相关部门和机构应各司其职

在燃料电池汽车发展中,汽车行业(包括燃料电池汽车及部件制造企业)、能源行业、中央政府和地方政府应各有分工,各司其职。汽车行业应聚焦燃料电池汽车的研发制造;能源行业可聚焦氢燃料的储存、运输、供应系统;中央政府的重点应是国家战略规划、氢能源管理、相关标准法规制定、优惠政策制定以及适当的政府补贴;而地方政府应致力于区域规划的制定、区域内氢燃料储运供系统的建设,以及在国家标准法规尚未制定前以地方标准法规形式摸索经验。在产业发展过程中,跨界发展常被人推崇,但笔者认为,行业企业可以通过跨界整合获得技术来源,但业外企业想越俎代庖往往难以成功。