中國新能源汽車應“多軌并馳”

□劉恩僑

從推行能源多元化、降低風險的角度出發(fā)，同時考慮到氫能作為未來主要能源候選對象的戰(zhàn)略地位，中國不宜忽視燃料電池及其在汽車領域應用的技術研發(fā)與產業(yè)化推進

新能源汽車產業(yè)是中國重點發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產業(yè)之一，在《中國制造2025》中也被列入十大重點發(fā)展領域之一。加快發(fā)展新能源汽車產業(yè)，既能夠緩解當前所面臨的能源與環(huán)保壓力，培育新的經濟增長點，也可以推進中國由傳統(tǒng)汽車大國向現(xiàn)代汽車強國轉變。

由于受到國家政策的大力扶持，國內各類投資主體競相進入新能源汽車制造領域，推動新能源汽車產業(yè)快速發(fā)展。據中汽協(xié)統(tǒng)計，2017年中國新能源汽車產銷分別完成79.4萬輛和77.7萬輛，同比分別增長53.8%和53.3%，分別是2012年的63.3倍和60.7倍，產銷量已經連續(xù)3年在全球排名第一，占全球新能源汽車市場保有量的一半以上。國際能源署（IEA）2018年5月30日表示，2017年，全球道路上的電動汽車數(shù)量達到310萬輛，創(chuàng)下新紀錄，但仍需要更多研究、政策和激勵措施來進一步推動電動汽車的普及。國際能源署在一份報告中稱，這310萬輛電動汽車包括電池電力、插電式混合動力電動和燃料電池電動客車，這一數(shù)字與2016年相比增長了57%。

從推行能源多元化、降低風險的角度出發(fā)，同時考慮到氫能作為未來主要能源候選對象的戰(zhàn)略地位，中國不宜忽視燃料電池及其在汽車領域應用的技術研發(fā)與產業(yè)化推進，必須采取適宜措施，有針對性、有計劃地予以重點實施。

新能源汽車產業(yè)面臨產能過剩風險

與新能源汽車產業(yè)高速發(fā)展相伴的是產能過剩風險正在不斷累積。當前，應該采取積極措施，未雨綢繆化解新能源汽車市場產能過剩風險。

一是規(guī)劃產能已經遠超預期，產能過剩風險日漸累積。2012年6月，國務院印發(fā)的《節(jié)能與新能源汽車產業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012-2020年）》設定的發(fā)展目標是：到2020年，純電動汽車和插電式混合動力汽車生產能力達200萬輛。但中國流通協(xié)會的數(shù)據顯示，2015年至2017年6月底，中國已經落地的新能源整車項目超過了200個，相關投資金額高達10000億元人民幣以上，各類車企已經公開的新能源汽車產能規(guī)劃超過2000萬輛。按照規(guī)劃，這些項目大多將在2020年之前建成投產。

二是資本競相涌入新能源汽車領域，快速形成大量產能。一方面，傳統(tǒng)的車企紛紛宣布了幾何級的產銷增長計劃。另一方面，一批新興的互聯(lián)網企業(yè)跨界進軍新能源汽車市場。此外，一些其他行業(yè)的龍頭企業(yè)也開始涉足新能源汽車領域。尤其是許多沒有造車經驗的投資主體紛紛殺入該市場后，在短期內快速形成了大量產能并為產能過剩埋下隱患。

三是新能源汽車配套產業(yè)快速發(fā)展，動力電池面臨嚴重產能過剩。國內新能源汽車整車產銷量的快速增長，帶動了相關配套產業(yè)的發(fā)展，特別是動力電池產業(yè)發(fā)展異常迅猛。數(shù)據顯示，當前中國動力電池出貨量占全球市場份額高達70%以上。2014-2016年，中國動力電池產業(yè)年均增長率分別高達368%、324%和78.6%，2016年動力電池領域的投資金額超過1000億元人民幣。據測算，當前形成的產能若全部釋放，會形成170GWh/年的巨大產能，大約是目前市場實際需求量的7倍多，可以滿足年產500萬輛的電動乘用車和50萬輛電動大客車的總需求。

總體來看，導致新能源汽車產能過剩的原因有三點。首先，過度補貼等產業(yè)政策增大了產能過剩風險。除了中央補貼外，很多地方政府按照1∶1的比例對新能源汽車進行配套補貼，兩級政府的補貼總額高達6萬-10萬元人民幣，一些小型電動車變成了零成本甚至負成本。尤其值得注意的是，受高額補貼誘惑，大量企業(yè)不按市場實際需求過量生產，有的企業(yè)甚至違規(guī)造假“騙補”，從而埋下產能過剩隱患。

其次，唯GDP論和地方保護主義加劇了產能過剩風險。當前新能源汽車產能過剩風險高企與某些地方政府片面追求GDP增速有關，各地政府對發(fā)展新能源汽車均熱情高漲。

再者，行業(yè)進入門檻低也易形成大量低端過剩產能。相較于傳統(tǒng)汽車制造業(yè)極高的進入壁壘，新能源汽車行業(yè)進入門檻較低，主要集中在電池等幾個大的核心零部件上。據測算，傳統(tǒng)燃油車的盈虧平衡點為200萬輛，而電動車的盈虧平衡點僅為10萬-20萬輛。一些并不具備研發(fā)、生產以及制造新能源汽車能力甚至缺乏造車經驗的企業(yè)，利用新能源汽車行業(yè)較低的進入門檻，采取控股、合資建廠、切入供應鏈等投資手段進入新能源汽車制造領域，短期內易形成大量低端過剩產能。

燃料電池的現(xiàn)實寫照

中國在新能源汽車的技術路線上，過去選擇的是純電動車，除了造車本身，技術上主要需解決的是電池效能問題。但在我們看來，動力電池技術路徑是新能源汽車發(fā)展的過渡階段，并不能稱之為真正的“終極”新能源汽車。氫燃料技術理應受到更多重視。

氫燃料電池汽車是指以氫氣等為燃料，通過化學反應產生電流，依靠電機驅動的汽車。燃料電池的化學反應過程不會產生有害產物，只會排出水，因此，在環(huán)保和節(jié)能方面，氫燃料電池車是汽車發(fā)展非常理想的階段。相較于電動汽車，燃料電池車具備輕量化、續(xù)航力久、充能時間短、電池壽命長的優(yōu)勢。在重量方面，同樣功率的氫燃料電池重量僅是電動車電池組的一半，可極大減輕車輛負擔；續(xù)航和充能方面，以日本的豐田Mirai為例，其一次加氫僅需3分鐘，續(xù)航里程達到650公里，電池壽命達20年以上。除了對比電動汽車的巨大優(yōu)勢，其相較燃油車（包括混動）也有獨到之處，具有環(huán)保、結構簡單、故障率更低等特點。

實際上，中國氫燃料電池創(chuàng)新路線圖早已有之。2016年，國家發(fā)改委、國家能源局下發(fā)了《能源技術革命創(chuàng)新行動計劃（2016-2030年）》，并同時發(fā)布了《能源技術革命重點創(chuàng)新行動路線圖》?！赌茉醇夹g革命創(chuàng)新行動計劃（2016-2030年）》列舉了包括“先進儲能技術創(chuàng)新”、“氫能與燃料電池技術創(chuàng)新”、“能源互聯(lián)網技術創(chuàng)新”等15項重點任務。其中，第9項重點任務明確提到了氫能與燃料電池技術創(chuàng)新。而《能源技術革命重點創(chuàng)新行動路線圖》則明確了上述15項重點任務的具體戰(zhàn)略方向、創(chuàng)新目標及創(chuàng)新行動。

那么，在新能源汽車發(fā)展問題上，中國為什么沒有直接發(fā)展氫燃料汽車，而是大力扶持動力電池汽車產業(yè)？問題的關鍵在于，氫燃料電池汽車的技術瓶頸目前是其商業(yè)化進程中的最大掣肘。

首先是技術壁壘?，F(xiàn)階段氫燃料電池的大規(guī)模普及仍然有巨大的技術鴻溝需要跨越，比如說氫氣站的建設、氫氣的制備和運輸都需要大量的耗能，尤其是高能儲氫材料都還在探索之中，在安全性方面也飽受質疑，氫燃料電池反應堆中質子交換膜的耐溫度范圍也存在待解決的問題，在技術難度上需要革命性的研究成果。舉例來講，目前一個亟待解決的難題，就是電池反應堆中的催化劑必須是貴金屬——鉑（沒有替代材料），對氫的純度要求極高（99.99%），一旦與空氣中的一氧化碳、二氧化硫等接觸，就會“中毒”，催化效果就會大大降低。雖然豐田對其進行了電鍍處理，降低了90%的鉑使用量，但一輛車仍至少需要15克鉑才能運行，成本居高不下?？傮w而言，氫燃料電池技術門檻高，需要巨額投入，而目前大部分車企在這方面基礎薄弱，并沒有開展相關研發(fā)和產業(yè)化準備，其中包括催化劑雙極板等部分關鍵材料以及高壓儲氫罐、氫循環(huán)泵等無大規(guī)模量產的能力，總體產業(yè)鏈形成尚需時日。

其次是成本控制。對于燃料電池而言，目前最大的問題是沒辦法進行較大規(guī)?；瘧?。根據美國政府部門最新數(shù)據，2017年每生產1000套80KW質子交換膜燃料電池系統(tǒng)，單套燃料電池系統(tǒng)成本為179美元/KW（包含高壓儲氫罐、電池堆、動力控制單元等）；每生產1萬套，燃料電池系統(tǒng)成本為79美元/KW。以豐田Mirai為例，2016年該車產量已提升到2000輛，2020年這一數(shù)字將達到30000輛，以這個數(shù)據測算，單套電池系統(tǒng)成本仍需1萬美元左右，相比鋰電池成本仍舊居高不下。

第三是燃料電池的能量轉換效率。電動車直接使用電能，相對效率較高，相比較之下燃料電池先將電能轉換為化學能，然后再得以轉化為電能，中間的能量損耗要多得多。需要說明的是，目前中國的燃料電池累積運行時間太短，離實際應用所需的時間還有較大差距。更重要的是，由于對環(huán)境、溫度、濕度無法控制，在實際運營中，氫燃料電池的運行時間會大打折扣，無法支撐產品的商業(yè)化運營。

第四是氫氣制備運輸?shù)陌踩[患。氫氣是一種高危險氣體，不僅具有很強的易燃易爆性，還有一定的窒息性，相關人員需配備專業(yè)氫氣檢測儀來檢測氫氣是否有泄漏。制氫與用氫不在同一地方，將通過電解水等方式制成的氫儲存和運輸?shù)郊託湔?，是燃料電池車大?guī)模推廣應用的關鍵環(huán)節(jié)。目前，中國氫氣儲存和運輸技術仍不足，能完成存儲和運輸?shù)钠髽I(yè)少之又少，氫氣制備及加注企業(yè)整體水平依舊不足。雖然氫燃料電池車的優(yōu)勢在于加氫時間短，僅需短短3分鐘，但在如此短時間內完成加注，對整套系統(tǒng)承受能力提出了極大挑戰(zhàn)。

第五是與加氫站等基礎設施的依附關系。氫燃料電池車的發(fā)展與加氫站等基礎設施的建設密不可分，如果燃料電池車銷售情況不好，相關企業(yè)不愿鋪設過多加氫設備，勢必會影響氫燃料電池車的大規(guī)模推廣。粗略估計，不算土地，一座日加能力在200公斤的加氫站的建設成本至少在1500萬元人民幣以上，遠高于加油站和充電站，這對不少企業(yè)形成了較高門檻。

氫燃料電池車無疑有著美好的未來和廣闊的市場前景，但其發(fā)展中面臨的問題同樣不可忽視，制氫、儲存和運輸?shù)日麄€產業(yè)鏈都遠沒有形成規(guī)模，只有妥善處理和解決這些發(fā)展過程中遇到的問題和隱患，其量產和普及才能成為現(xiàn)實。

不妨引進國外技術來促進中國燃料電池發(fā)展

那么，中國氫燃料汽車發(fā)展是不是就無解了呢？其實不然，反觀日本燃料汽車發(fā)展仍在向前不斷推進，這為中國燃料電池汽車的發(fā)展提供了信心和預期。

實際上，關于氫燃料技術，中國已經有了一定的研發(fā)基礎和積累，也有一定的市場實踐，只是大規(guī)模商用還存在瓶頸，與日本的合作，或許能打開這種僵持局面。日本在氫燃料汽車生產方面有技術、有管理和運營經驗，但缺市場。沒有市場的普及，日本氫燃料技術或許只能是曲高和寡、無法變現(xiàn)。同樣，中國氫燃料汽車發(fā)展需要借鑒和引進先進的技術和管理經驗，同時，也需要促進動力電池新能源產業(yè)進一步優(yōu)化和提升。雙方優(yōu)勢互補、各取所需，引進、合作是有良好基礎的。

總體而言，中國新能源汽車模式應“多軌并馳”。過去，我們在政策和資金方面將“火力”過于集中在了動力電池汽車發(fā)展上面，而受技術、成本等因素的約束，“忽略”了氫燃料電池的發(fā)展。隨著動力電池汽車產業(yè)發(fā)展中不斷涌現(xiàn)出的矛盾和問題，不得不讓人重新審視，現(xiàn)有的技術路徑是否真的就是未來中國新能源汽車發(fā)展路徑，而且是唯一路徑？答案是否定的。因為，氫燃料電池技術路徑應該更貼近未來、更貼近新能源理念。