重慶氫燃料電池汽車的產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎及策略

許云林 馮祥奕

（中國信息通信研究院西部分院，重慶 401336）

氫能源是全球能源技術革命的重要方向，加快發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)，是加快我國清潔能源轉型和實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標的有力抓手，是探索能源變革帶動區(qū)域經(jīng)濟高質量發(fā)展的重要實踐。氫燃料電池汽車是新能源汽車重要的技術路線之一，肩負著交通能源體系向低碳、綠色、高能效方向轉型的重要使命。氫燃料電池汽車在續(xù)駛里程、加注時間、碳排放、能效等方面具有無可替代的優(yōu)勢，但在當前的技術條件下，氫燃料成本高、運營成本高、安全保障等是制約行業(yè)發(fā)展的關鍵問題。重慶擁有完整綿長的汽車產(chǎn)業(yè)鏈和新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展經(jīng)驗，能源資源稟賦不足，制氫資源豐富，科技創(chuàng)新力量提前布局，具有發(fā)展氫燃料電池汽車的需求和基礎。

一、重慶發(fā)展能源汽車產(chǎn)業(yè)的必要性

重慶可再生資源種類和規(guī)模先天不足，控制煤炭消耗，尋找清潔、低碳和廉價的煤炭替代能源已成為重慶減污降碳工程的首要任務。利用天然氣或“煤炭+”碳捕捉和儲存（CCS）技術制得的藍氫和利用可再生能源制得的綠氫具有低碳排放、可再生、能量密度高等優(yōu)點，被譽為未來的“終極能源”。重慶擁有豐富的頁巖氣資源，產(chǎn)生相同熱量下天然氣的碳排放僅有煤排放的70%左右，未來將作為替代煤炭的首選一次能源。從經(jīng)濟效益和能源供給考慮，單獨依靠天然氣替代煤炭實現(xiàn)“雙碳”目標顯然是不合理，應當通過氫氣+CCS技術制得藍氫和可再生能源制得綠氫，提高能源體系中“零碳排放”能源的占比。

汽車產(chǎn)業(yè)基礎雄厚，急需轉型升級。重慶汽車產(chǎn)業(yè)以長安體系為龍頭，全市規(guī)模以上零部件企業(yè)近千家，汽車零部件本地配套化率超過70%，產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎牢固，汽車產(chǎn)業(yè)鏈完整而綿長。汽車是重慶的支柱產(chǎn)業(yè)之一，多年來產(chǎn)量位居全國主要城市前列，是全國最大汽車制造基地。近年來，龍頭企業(yè)長安福特的年銷量由2016年近百萬輛跌至2019年最低的18萬量，一方面整個重慶汽車保有量已經(jīng)達到較高水平，消費勢頭出現(xiàn)降溫，具有必然性；另一方面，重慶汽車企業(yè)以中低端品牌為主的產(chǎn)業(yè)結構與新的產(chǎn)品消費需求、產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢和能源環(huán)境危機之間的矛盾不可調和，產(chǎn)業(yè)轉型迫在眉睫。

2019年，《關于加快汽車產(chǎn)業(yè)轉型升級的指導意見》等若干政策陸續(xù)出臺，提出了新能源汽車和智能網(wǎng)聯(lián)車為主線的汽車產(chǎn)業(yè)轉型升級路線，要打造具有全國影響力的氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)基地。氫燃料電池汽車具有節(jié)能、低碳和高續(xù)航等優(yōu)點，隨著氫能產(chǎn)業(yè)的布局和發(fā)展，用車成本和安全問題等都將得到有效解決；氫燃料電池市場是一個萬億規(guī)模的市場，而重慶氫產(chǎn)業(yè)仍處于導入階段。在政府的主導下，建立監(jiān)督平臺打通制氫、儲氫、運氫、加氫和用氫各環(huán)節(jié)，實現(xiàn)信息共享、協(xié)調分配和安全管理的難度將遠小于電力系統(tǒng)。

二、重慶市氫能及燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎

1.政策環(huán)境良好

自2019年以來，重慶市陸續(xù)發(fā)布關于加氫站補貼、推廣氫燃料電池汽車示范應用、氫能及汽車關鍵技術研發(fā)、 公共服務平臺建設、優(yōu)化氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)布局等政策布局。重慶在制氫、存儲、檢測、應用等氫能全產(chǎn)業(yè)鏈條上均有涉及，長安、小康、慶鈴等知名整車生產(chǎn)企業(yè)在氫燃料電池整車產(chǎn)品方面開展了研發(fā)，雪人股份、 德燃動力等氫燃料電池行業(yè)領軍企業(yè)先后在渝落戶，中國汽車研究院、氫能動力質量監(jiān)督檢驗中心等國家級研究監(jiān)測機構均已具備檢測氫燃料電池的能力。2021年11月30日，成都、九龍坡區(qū)、內江三地同時舉行了“成渝氫走廊”啟動暨氫燃料電池物流車首發(fā)儀式。為貫徹落實《成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟圈建設規(guī)劃綱要》中關于制造業(yè)高質量發(fā)展、綠色轉型、強化能源保障等方面的規(guī)劃布局，重慶和四川兩地總體規(guī)劃了兩條城際線路和一條直達干線，輻射成德眉資、川南及渝西、川東北及渝東北城市群，并計劃于2025年前投入約1000輛氫燃料物流車，并建設加氫能力相匹配的加氫或加油加氫站。目前，四川、重慶已累計投入運營的氫燃料電池汽車達到440輛，建成加氫站15座，“成渝氫走廊”已初見雛形。未來2年，重慶市將分批在氫走廊持續(xù)投入超過400輛氫燃料物流車和配套建設加氫站，涼山、攀枝花、雅安、潼南、長壽等走廊節(jié)點地區(qū)的氫氣供應基地建設計劃已經(jīng)提上日程。

表1 重慶市氫能及燃料電池汽車相關政策總結

2.氫氣資源豐富

氫氣的大規(guī)模、低成本和高效率制備是發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)需要解決的首要關鍵性難題。

從經(jīng)濟性、技術成熟度和資源稟賦上考慮，化工副產(chǎn)氫和天然氣重整制氫是當前最適合重慶的過渡方案。重慶擁有豐富的氫氣資源，位于長壽、涪陵、潼南等地化工企業(yè)。如卡貝樂、揚子乙酰、映天輝等擁有非常豐富的低成本工業(yè)副產(chǎn)氫，年產(chǎn)量超過10萬噸；萬盛東方希望等氯堿化工企業(yè)也在推進副產(chǎn)氫的收集應用，預計2年內將提供超過1萬噸/年的副產(chǎn)氫產(chǎn)能。長壽區(qū)金宏氣體和潼南區(qū)萬利來等企業(yè)已建成副產(chǎn)氫提純產(chǎn)線，現(xiàn)有年產(chǎn)能達到7100噸以上。按氫燃料電池出租車百公里消耗氫氣1千克，日平均行駛距離300公里；公交車百公里消耗氫氣約5千克，日行駛約200公里；重卡百公里氫耗約10千克，日行駛700公里算，當前重慶高純氫氣供應可滿足6400輛出租車/1900輛公交車/270輛重卡消耗，重慶工業(yè)副產(chǎn)氫供應初具規(guī)模。

天然氣與水蒸氣重整制氫具有技術成熟、工藝流程短的優(yōu)點，是化石燃料制氫中最環(huán)保的制氫方法，也是全球氫氣的主要來源。天然氣制氫成本中，氣體價格占5成以上；重慶天然氣資源儲量充足，全年頁巖氣產(chǎn)能超過70億立方米，常規(guī)天然氣產(chǎn)能超過50億立方米。我國大部分地區(qū)天然氣儲能不足，天然氣進口占比40%以上；與之相比，重慶天然氣供應優(yōu)勢明顯，具備制備氫氣的稟賦優(yōu)勢。目前，長壽金宏氣體等企業(yè)在天然氣制氫和氫氣純化技術優(yōu)化方面成效顯著，2019年氫氣產(chǎn)能達到4460萬標方。

3.產(chǎn)業(yè)配置完整

重慶首批三座加氫站于2021年4月集中開工建設，分別是中石油兩江新區(qū)雙溪綜合能源站、魚嘴綜合能源站和中石化九龍坡區(qū)半山環(huán)道綜合能源站。雙溪站和魚嘴站均為油氫合建站，半山環(huán)道站是氣氫合建站。3座加氫站的設計加氫能力均為1000千克/天，每天可滿足大約300輛氫能公交車的加氫需求。預計在“十四五”期間，重慶建成加氫站數(shù)量將至少達到10座以上。

在產(chǎn)業(yè)引進方面，九龍坡區(qū)與廣東國鴻、鴻基創(chuàng)能等6家氫燃料電池企業(yè)簽訂協(xié)議，合作建設氫能科技產(chǎn)業(yè)園，打造中國西部（重慶）氫谷；明天氫能、德燃動力、雪人股份等核心配套企業(yè)先后落地兩江，構建研發(fā)創(chuàng)新、知識產(chǎn)權、標準體系、生產(chǎn)制造、設施建設、商業(yè)運營協(xié)同發(fā)展的氫能產(chǎn)業(yè)高地。兩江新區(qū)和九龍坡引進企業(yè)擬投資總額將達到100億元，所有項目達產(chǎn)后，預計年產(chǎn)值超過300億元；建成氫燃料電池關鍵核心零部件（質子交換膜、催化劑、膜電極、雙極板、碳紙、電堆、空壓機、氫氣循環(huán)系統(tǒng)）及燃料電池系統(tǒng)集成科技產(chǎn)業(yè)園，大力增強重慶市氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

在科技創(chuàng)新方面，中國汽研投資5億元在兩江新區(qū)魚復工業(yè)園區(qū)建設首個國家氫能動力質檢中心項目，提供集氫能及燃料電池產(chǎn)品認證、檢測、校準、標準化工作、技術咨詢等服務；國家氫能中心結合重慶市氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，為重慶打造氫燃料電池汽車綜合監(jiān)控平臺；平臺通過四個監(jiān)控子系統(tǒng)打通制氫、儲氫、加氫、重卡運輸、氫能汽車等環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)，可及時進行風險處置及資源調度，形成氫能全產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)字化管理與服務能力。2019年4月，重慶研究院、南岸區(qū)政府、國家鎂合金材料工程技術研究中心和重慶地大工研院四方共建中國氫能汽車工程研究院，為氫能源汽車領域提供氫能、氫氣儲存、信息咨詢、材料開發(fā)等方面技術支撐。

重慶圍繞氫能汽車全產(chǎn)業(yè)鏈進行布局，覆蓋加氫、整車、配套零件設備、研究機構、檢驗、運營調度等環(huán)節(jié)，已在九龍坡和兩江形成兩大氫能產(chǎn)業(yè)集群，整體框架已基本成型。重慶現(xiàn)有整車企業(yè)21家，整車產(chǎn)品譜系齊全，其中上汽紅巖、慶鈴汽車、長安汽車3家整車企業(yè)已有7款氫能汽車上市銷售，后續(xù)氫燃料電池整車還將陸續(xù)研發(fā)推出。上汽紅巖聯(lián)合捷氫科技、寧德時代等國內氫能領域領先企業(yè)構建國內領先的研發(fā)和供應體系，公司氫燃料重卡產(chǎn)品已被多個氫能示范城市列為推薦車型，未來4年將逐步落地超10000臺。聚焦氫能重卡領域，打造上汽紅巖鄂爾多斯新能源重卡基地，基地一期實現(xiàn)12000輛/年新能源重卡整車組裝制造產(chǎn)能和3000臺/年燃料電池及氫系統(tǒng)產(chǎn)能，二期預期實現(xiàn)產(chǎn)能翻倍，預計2024年投產(chǎn)，同時建成后每年可減少近50萬噸的二氧化碳排放；慶鈴汽車攜手德國博世斥資8億元建立合資公司，進軍中重型氫燃料電池商用車市場，2021年8月慶鈴五十鈴M系列氫動力商用車首批用戶簽約及交車儀式在公司順利舉行；長安汽車自2009年開展氫燃料電池汽車研發(fā)已超過10年，近年來先后承擔參與多個國家級氫能汽車項目研究，2021年3月長安CS75燃料電池乘用車入選工信部氫能汽車目錄。

三、重慶氫能源汽車面高質量發(fā)展建議

重慶雖已完成氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)布局框架，仍然存在諸多問題有待解決：一是氫燃料電池汽車示范運營尚未開展，引進企業(yè)計劃項目開展緩慢；二是關鍵材料國產(chǎn)化困難，儲氫難度大，制造成本高居不下；三是氫能汽車運營成本高，盈利模式尚需探索；四是氫能生產(chǎn)、氫能儲存、氫運輸以及氫燃料電池部件及系統(tǒng)的評價、檢測等標準體系尚不健全；五是關于氫能產(chǎn)業(yè)中上游尚無專門性法規(guī)作為項目管理的依據(jù)，制約著加氫站的審批、建設和運營等。

1.推動示范運營，建立長效企業(yè)扶持

重慶首批3座加氫站于2021年4月開建，目前本地氫燃料電池汽車示范運營尚未展開，氫能源汽車企業(yè)業(yè)務和計劃項目開展緩慢。近年來，各省氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展都離不開企業(yè)大力推動。重慶應加強行業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，建立關鍵指標考核評價體系，加大對自主技術主體的政策支持力度。通過加快氫站建設和運營標準化和加強技術突破等手段提高氫能的可靠性，規(guī)范和簡化加氫站的審批流程，分批次優(yōu)先開放氫能源公交、重卡等大車上路運營，吸引產(chǎn)業(yè)鏈上的其他企業(yè)加快氫能項目的投入和建設。

2.健全標準體系，制定地方氫能規(guī)范

目前，我國氫能及氫燃料電池汽車尚未建立系統(tǒng)全面的標準、檢測和認證體系，支撐產(chǎn)業(yè)高質量發(fā)展的基礎薄弱。氫氣在我國被列位《危險化學品目錄》中，相關法規(guī)將氫氣定性為“危險品”，并沒有明確賦予其能源屬性。氫作為危險化學品，加氫站的建設選址必須在化工園區(qū)內，或遠離居民區(qū)，其審批流程比加油站、加氣站復雜得多。有關部門應統(tǒng)籌協(xié)調氫能產(chǎn)業(yè)的標準化和規(guī)范化工作，借鑒武漢、上海、廣州等城市，針對加氫站審核、管理、運營和氫能發(fā)展等政策和條例，研究本地氫能發(fā)展現(xiàn)狀，指定加氫站投資建設主管機構，明確管理責任；建立健全氫安全基礎研究體系，制定本地氫能燃料汽車規(guī)范條例，規(guī)制加氫站的建設和運營。

3.加強自主創(chuàng)新，強化產(chǎn)學研協(xié)同合作

目前，燃料電池系統(tǒng)的電催化劑、質子交換膜、氣體擴散層等電池關鍵材料供應市場被國外控制，高壓力下儲氫設備材料成本高居不下，燃料電池系統(tǒng)國產(chǎn)化和低成本儲氫是我國氫燃料電池汽車發(fā)展痛點。重慶汽車產(chǎn)業(yè)基礎牢固，高校和研究所創(chuàng)新研發(fā)實力雄厚，應強化產(chǎn)學研合作，結合各方優(yōu)勢，極力打造自主化產(chǎn)業(yè)生態(tài)。繼續(xù)鼓勵能源、電力及車輛相關領域的高校、研究所和企業(yè)開展制氫、儲氫和燃料電池核心材料、關鍵設備和零部件等短板的研究和應用；統(tǒng)籌加強自主技術、產(chǎn)品和商業(yè)模式等領域知識產(chǎn)權的管理和保護，提高技術成果轉化效率。加大國內氫能學科建設和人才培養(yǎng)，聚焦“卡脖子”關鍵技術引進行業(yè)高端人才。

4.推進企業(yè)合作，打造氫能源互聯(lián)網(wǎng)

重慶的氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)尚處于導入期，應該以政府為主導，以市場化為導向，積極引導企業(yè)間合作，整合各自優(yōu)勢和資源，降低運營和產(chǎn)品成本，提高氫能產(chǎn)品價值，探索新的商業(yè)模式；推動碳排放權、用能權等碳交易市場健康、規(guī)范發(fā)展，促進氫能技術紅利。打通氫能源產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈，推進氫氣的制、儲、運、用一體化的建設。通過打造氫燃料電池汽車綜合監(jiān)控平臺和大數(shù)據(jù)中心等，實時掌握全市的氫能運行狀況，通過合理的資源調度降低氫氣的儲運成本，提高氫能的利用效率；通過風險預估和實時監(jiān)控，及時進行風險處置，提高氫能的安全性。