重慶氫燃料電池汽車的產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)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(shù)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(zhuǎn)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(zhì)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(shù)路線之一，肩負著交通能源體系向低碳、綠色、高能效方向轉(zhuǎn)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(shù)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(guān)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(chǔ)。

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(wù)。利用天然氣或“煤炭+”碳捕捉和儲存（CCS）技術(shù)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(yīng)當通過氫氣+CCS技術(shù)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(chǔ)雄厚，急需轉(zhuǎn)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(chǔ)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(jié)構(gòu)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(diào)和，產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型迫在眉睫。

2019年，《關(guān)于加快汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的指導(dǎo)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(zhuǎn)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(dǎo)入階段。在政府的主導(dǎo)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(diào)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(chǔ)

1.政策環(huán)境良好

自2019年以來，重慶市陸續(xù)發(fā)布關(guān)于加氫站補貼、推廣氫燃料電池汽車示范應(yīng)用、氫能及汽車關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、 公共服務(wù)平臺建設(shè)、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(yīng)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(lǐng)軍企業(yè)先后在渝落戶，中國汽車研究院、氫能動力質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心等國家級研究監(jiān)測機構(gòu)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(nèi)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(shè)規(guī)劃綱要》中關(guān)于制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展、綠色轉(zhuǎn)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(shè)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(shè)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(yīng)基地建設(shè)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(guān)政策總結(jié)

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(guān)鍵性難題。

從經(jīng)濟性、技術(shù)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(yīng)用，預(yù)計2年內(nèi)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(yīng)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(yīng)初具規(guī)模。

天然氣與水蒸氣重整制氫具有技術(shù)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(yīng)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(shù)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(shè)，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(shè)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(yù)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(shè)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(gòu)建研發(fā)創(chuàng)新、知識產(chǎn)權(quán)、標準體系、生產(chǎn)制造、設(shè)施建設(shè)、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(yù)計年產(chǎn)值超過300億元；建成氫燃料電池關(guān)鍵核心零部件（質(zhì)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(fù)工業(yè)園區(qū)建設(shè)首個國家氫能動力質(zhì)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(shù)咨詢等服務(wù)；國家氫能中心結(jié)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(diào)度，形成氫能全產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)字化管理與服務(wù)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(shù)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(lǐng)域提供氫能、氫氣儲存、信息咨詢、材料開發(fā)等方面技術(shù)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(shè)備、研究機構(gòu)、檢驗、運營調(diào)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(nèi)氫能領(lǐng)域領(lǐng)先企業(yè)構(gòu)建國內(nèi)領(lǐng)先的研發(fā)和供應(yīng)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(lǐng)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(yù)期實現(xiàn)產(chǎn)能翻倍，預(yù)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(zhì)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(guān)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(guān)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(shè)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(wù)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(yīng)加強行業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，建立關(guān)鍵指標考核評價體系，加大對自主技術(shù)主體的政策支持力度。通過加快氫站建設(shè)和運營標準化和加強技術(shù)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(shè)。

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(zhì)量發(fā)展的基礎(chǔ)薄弱。氫氣在我國被列位《危險化學品目錄》中，相關(guān)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(shè)選址必須在化工園區(qū)內(nèi)，或遠離居民區(qū)，其審批流程比加油站、加氣站復(fù)雜得多。有關(guān)部門應(yīng)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)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(shè)主管機構(gòu)，明確管理責任；建立健全氫安全基礎(chǔ)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(shè)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(zhì)子交換膜、氣體擴散層等電池關(guān)鍵材料供應(yīng)市場被國外控制，高壓力下儲氫設(shè)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(chǔ)牢固，高校和研究所創(chuàng)新研發(fā)實力雄厚，應(yīng)強化產(chǎn)學研合作，結(jié)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(guān)領(lǐng)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(guān)鍵設(shè)備和零部件等短板的研究和應(yīng)用；統(tǒng)籌加強自主技術(shù)、產(chǎn)品和商業(yè)模式等領(lǐng)域知識產(chǎn)權(quán)的管理和保護，提高技術(shù)成果轉(zhuǎn)化效率。加大國內(nèi)氫能學科建設(shè)和人才培養(yǎng)，聚焦“卡脖子”關(guān)鍵技術(shù)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(dǎo)入期，應(yīng)該以政府為主導(dǎo)，以市場化為導(dǎo)向，積極引導(dǎo)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(quán)、用能權(quán)等碳交易市場健康、規(guī)范發(fā)展，促進氫能技術(shù)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(shè)。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(diào)度降低氫氣的儲運成本，提高氫能的利用效率；通過風險預(yù)估和實時監(jiān)控，及時進行風險處置，提高氫能的安全性。