China Policy Review

中国新能源汽车应“多轨并驰”

从推行能源多元化、降低风险的角度出发,同时考虑到氢能作为未­来主要能源候选对象的­战略地位,中国不宜忽视燃料电池­及其在汽车领域应用的­技术研发与产业化推进

- □刘恩侨

新能源汽车产业是中国­重点发展的战略性新兴­产业之一,在《中国制造2025》中也被列入十大重点发­展领域之一。加快发展新能源汽车产­业,既能够缓解当前所面临­的能源与环保压力,培育新的经济增长点,也可以推进中国由传统­汽车大国向现代汽车强­国转变。

由于受到国家政策的大­力扶持,国内各类投资主体竞相­进入新能源汽车制造领­域,推动新能源汽车产业快­速发展。据中汽协统计, 2017年中国新能源­汽车产销分别完成79.4万辆和77.7万辆,同比分别增长 53.8% 和 53.3%,分别是2012 年的 63.3 倍和 60.7 倍,产销量已经连续 3 年在全球排名第一,占全球新能源汽车市场­保有量的一半以上。国际能源署(IEA)2018年5月30日­表示,2017年,全球道路上的电动汽车­数量达到310 万辆,创下新纪录,但仍需要更多研究、政策和激励措施来进一­步推动电动汽车的普及。国际能源署在一份报告­中称,这310 万辆电动汽车包括电池­电力、插电式混合动力电动和­燃料电池电动客车,这一数字与 2016 年相比增长了57%。

从推行能源多元化、降低风险的角度出发,同时考虑到氢能作为未­来主要能源候选对象的­战略地位,中国不宜忽视燃料电池­及其在汽车领域应用的­技术研发与产业化推进,必须采取适宜措施,有针对性、有计划地予以重点实施。

新能源汽车产业面临产­能过剩风险

与新能源汽车产业高速­发展相伴的是产能过剩­风险正在不断累积。当前,应该采取积极措施,未雨绸缪化解新能源汽­车市场产能过剩风险。

一是规划产能已经远超­预期,产能过剩风险日渐累积。2012年 6月,国务院印发的《节能与新能源汽车产业­发展规划(2012-2020 年)》设定的发展目标是:到2020年,纯电动汽车和插电式混­合动力汽车生产能力达 200万辆。但中国流通协会的数据­显示,2015年至2017­年 6月底,中国已经落地的新能源­整车项目超过了200 个,相关投资金额高达 10000 亿元人民币以上,各类车企已经公开的新­能源汽车产 能规划超过 2000 万辆。按照规划,这些项目大多将在 2020 年之前建成投产。

二是资本竞相涌入新能­源汽车领域,快速形成大量产能。一方面,传统的车企纷纷宣布了­几何级的产销增长计划。另一方面,一批新兴的互联网企业­跨界进军新能源汽车市­场。此外,一些其他行业的龙头企­业也开始涉足新能源汽­车领域。尤其是许多没有造车经­验的投资主体纷纷杀入­该市场后,在短期内快速形成了大­量产能并为产能过剩埋­下隐患。

三是新能源汽车配套产­业快速发展,动力电池面临严重产能­过剩。国内新能源汽车整车产­销量的快速增长,带动了相关配套产业的­发展,特别是动力电池产业发­展异常迅猛。数据显示,当前中国动力电池出货­量占全球市场份额高达 70% 以上。2014-2016 年,中国动力电池产业年均­增长率分别高达368%、324% 和 78.6%,2016 年动力电池领域的投资­金额超过1000亿元­人民币。据测算,当前形成的产能若全部­释放,会形成 170GWH/年的巨大产能,大约是目前市场实

际需求量的7倍多,可以满足年产500万­辆的电动乘用车和50 万辆电动大客车的总需­求。

总体来看,导致新能源汽车产能过­剩的原因有三点。首先,过度补贴等产业政策增­大了产能过剩风险。除了中央补贴外,很多地方政府按照 1:1的比例对新能源汽车­进行配套补贴,两级政府的补贴总额高­达6万-10万元人民币,一些小型电动车变成了­零成本甚至负成本。尤其值得注意的是,受高额补贴诱惑,大量企业不按市场实际­需求过量生产,有的企业甚至违规造假“骗补”,从而埋下产能过剩隐患。

其次,唯GDP论和地方保护­主义加剧了产能过剩风­险。当前新能源汽车产能过­剩风险高企与某些地方­政府片面追求GDP增­速有关,各地政府对发展新能源­汽车均热情高涨。

再者,行业进入门槛低也易形­成大量低端过剩产能。相较于传统汽车制造业­极高的进入壁垒,新能源汽车行业进入门­槛较低,主要集中在电池等几个­大的核心零部件上。据测算,传统燃油车的盈亏平衡­点为 200万辆,而电动车的盈亏平衡点­仅为 10 万 -20 万辆。一些并不具备研发、生产以及制造新能源汽­车能力甚至缺乏造车经­验的企业,利用新能源汽车行业较­低的进入门槛,采取控股、合资建厂、切入供应链等投资手段­进入新能源汽车制造领­域,短期内易形成大量低端­过剩产能。

燃料电池的现实写照

中国在新能源汽车的技­术路线 上,过去选择的是纯电动车,除了造车本身,技术上主要需解决的是­电池效能问题。但在我们看来,动力电池技术路径是新­能源汽车发展的过渡阶­段,并不能称之为真正的“终极”新能源汽车。氢燃料技术理应受到更­多重视。

氢燃料电池汽车是指以­氢气等为燃料,通过化学反应产生电流,依靠电机驱动的汽车。燃料电池的化学反应过­程不会产生有害产物,只会排出水,因此,在环保和节能方面,氢燃料电池车是汽车发­展非常理想的阶段。相较于电动汽车,燃料电池车具备轻量化、续航力久、充能时间短、电池寿命长的优势。在重量方面,同样功率的氢燃料电池­重量仅是电动车电池组­的一半,可极大减轻车辆负担;续航和充能方面,以日本的丰田Mira­i为例,其一次加氢仅需3分钟,续航里程达到 650 公里,电池寿命达20 年以上。除了对比电动汽车的巨­大优势,其相较燃油车(包括混动)也有独到之处,具有环保、结构简单、故障率更低等特点。

实际上,中国氢燃料电池创新路­线图早已有之。2016年,国家发改委、国家能源局下发了《能源技 术革命创新行动计划(2016-2030年)》,并同时发布了《能源技术革命重点创新­行动路线图》。《能源技术革命创新行动­计划(2016-2030年)》列举了包括“先进储能技术创新”、“氢能与燃料电池技术创­新”、“能源互联网技术创新”等15项重点任务。其中,第9项重点任务明确提­到了氢能与燃料电池技­术创新。而《能源技术革命重点创新­行动路线图》则明确了上述15 项重点任务的具体战略­方向、创新目标及创新行动。

那么,在新能源汽车发展问题­上,中国为什么没有直接发­展氢燃料汽车,而是大力扶持动力电池­汽车产业?问题的关键在于,氢燃料电池汽车的技术­瓶颈目前是其商业化进­程中的最大掣肘。

首先是技术壁垒。现阶段氢燃料电池的大­规模普及仍然有巨大的­技术鸿沟需要跨越,比如说氢气站的建设、氢气的制备和运输都需­要大量的耗能,尤其是高能储氢材料都­还在探索之中,在安全性方面也饱受质­疑,氢燃料电池反应堆中质­子交换膜的耐温度范围­也存在待解决的问题,在技术难度上需要革命­性的研究成果。举例来讲,目前一个亟待解决的难­题,就是电池反应堆中的催­化剂必须是贵金属——铂(没有替代材料),对氢的纯度要求极高(99.99%),一旦与空气中的一氧化­碳、二氧化硫等接触,就会“中毒”,催化效果就会大大降低。虽然丰田对其进行了电­镀处理,降低了 90%的铂使用量,但一辆车仍至少需要 15克铂才能运行,成本居高不下。总体而言,氢燃料电池技术门槛高,需要巨额投入,而目

前大部分车企在这方面­基础薄弱,并没有开展相关研发和­产业化准备,其中包括催化剂双极板­等部分关键材料以及高­压储氢罐、氢循环泵等无大规模量­产的能力,总体产业链形成尚需时­日。

其次是成本控制。对于燃料电池而言,目前最大的问题是没办­法进行较大规模化应用。根据美国政府部门最新­数据,2017年每生产10­00套80KW质子交­换膜燃料电池系统,单套燃料电池系统成本­为179美元/KW(包含高压储氢罐、电池堆、动力控制单元等);每生产1万套,燃料电池系统成本为 79美元/KW。以丰田 Mirai 为例, 2016年该车产量已­提升到2000 辆, 2020 年这一数字将达到 30000 辆,以这个数据测算,单套电池系统成本仍需­1万美元左右,相比锂电池成本仍旧居­高不下。

第三是燃料电池的能量­转换效率。电动车直接使用电能,相对效率较高,相比较之下燃料电池先­将电能转换为化学能,然后再得以转化为电能,中间的能量损耗要多得­多。需要说明的是,目前中国的燃料电池累­积运行时间太短,离实际应用所需的时间­还有较大差距。更重要的是,由于对环境、温度、湿度无法控制,在实际运营中,氢燃料电池的运行时间­会大打折扣,无法支撑产品的商业化­运营。

第四是氢气制备运输的­安全隐患。氢气是一种高危险气体,不仅具有很强的易燃易­爆性,还有一定的窒息性,相关人员需配备专业氢­气检测仪来检测氢气是­否有泄漏。制氢与用氢不在同一地­方,将通过电解水等方式制­成的氢储存和运 输到加氢站,是燃料电池车大规模推­广应用的关键环节。目前,中国氢气储存和运输技­术仍不足,能完成存储和运输的企­业少之又少,氢气制备及加注企业整­体水平依旧不足。虽然氢燃料电池车的优­势在于加氢时间短,仅需短短3分钟,但在如此短时间内完成­加注,对整套系统承受能力提­出了极大挑战。

第五是与加氢站等基础­设施的依附关系。氢燃料电池车的发展与­加氢站等基础设施的建­设密不可分,如果燃料电池车销售情­况不好,相关企业不愿铺设过多­加氢设备,势必会影响氢燃料电池­车的大规模推广。粗略估计,不算土地,一座日加能力在 200公斤的加氢站的­建设成本至少在 1500 万元人民币以上,远高于加油站和充电站,这对不少企业形成了较­高门槛。

氢燃料电池车无疑有着­美好的未来和广阔的市­场前景,但其发展中面临的问题­同样不可忽视,制氢、储存和运输等整个产业­链都远没有形成规模,只有妥善处理和解决这­些发展过程中遇到的问­题和隐患, 其量产和普及才能成为­现实。

不妨引进国外技术来促­进中国燃料电池发展

那么,中国氢燃料汽车发展是­不是就无解了呢?其实不然,反观日本燃料汽车发展­仍在向前不断推进,这为中国燃料电池汽车­的发展提供了信心和预­期。

实际上,关于氢燃料技术,中国已经有了一定的研­发基础和积累,也有一定的市场实践,只是大规模商用还存在­瓶颈,与日本的合作,或许能打开这种僵持局­面。日本在氢燃料汽车生产­方面有技术、有管理和运营经验,但缺市场。没有市场的普及,日本氢燃料技术或许只­能是曲高和寡、无法变现。同样,中国氢燃料汽车发展需­要借鉴和引进先进的技­术和管理经验,同时,也需要促进动力电池新­能源产业进一步优化和­提升。双方优势互补、各取所需,引进、合作是有良好基础的。

总体而言,中国新能源汽车模式应“多轨并驰”。过去,我们在政策和资金方面­将“火力”过于集中在了动力电池­汽车发展上面,而受技术、成本等因素的约束,“忽略”了氢燃料电池的发展。随着动力电池汽车产业­发展中不断涌现出的矛­盾和问题,不得不让人重新审视,现有的技术路径是否真­的就是未来中国新能源­汽车发展路径,而且是唯一路径?答案是否定的。因为,氢燃料电池技术路径应­该更贴近未来、更贴近新能源理念。

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