一、全球氢能与氢燃料电池车产业发展趋势
氢能是实现能源转型与碳中和的重要能源,氢燃料电池车是全球汽车动力系统转型升级的重要方向,当前全球氢能与氢燃料电池车发展呈现四大趋势。
(一)氢能与氢燃料电池车发展的全球共识不断强化
韩国作为全球最早布局氢能的国家之一,高度重视氢能产业发展。2005年制定《氢能经济总体规划》之后,在全球持续开展了大规模的氢燃料电池车辆示范验证项目。2018年将氢能产业划为国家三大战略投资领域之一,2019年发布《氢能经济发展路线图》,成立国家氢能经济委员会,制定了全球第一部《氢能经济培育与安全管理法》,并于2020年正式发布,推动以安全为中心的氢能经济发展。在韩国政府碳中和计划中,氢能将发挥至关重要的作用。预计到2050年,氢能将占据最终能源消费的33%,发电量的24%,超过石油成为韩国最大的单一能源。
2022年3月,国家发展改革委、国家能源局印发《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》,从国家层面明确定位:氢能是未来国家能源体系的重要组成部分,到2025年,氢燃料电池车辆保有量约5万辆。
2023年3月,欧盟理事会批准一项法规,决定从2035年起禁售会导致碳排放的新的燃油轿车和小型客货车;2023年5月,欧盟 H2Accelerate 合作组织发布白皮书, 支持在欧洲长途卡车运输中使用氢气,实现欧洲氢燃料卡车运输的工业化。
2023 年6月,美国能源部(DOE)正式发布《国家清洁氢能战略和路线图》(2023版),提出了加速清洁氢能发展的综合框架,这是美国时隔二十多年再次推出氢能路线图,正式开启氢能商业化发展浪潮。
同年6月,日本经济产业省(METI)修订版《氢能基本战略(草案)》在部长级会议上获得通过,指出日本构建氢能社会步入商业化阶段。
(二)相关项目布局持续提速,投资力度持续加大
国际氢能委员会 (Hydrogen Council) 与麦肯锡公司(McKinsey & Company) 联合发布的《氢能洞察2023》(Hydrogen Insights 2023) 报告中指出,全球氢能经济保持强劲增长,发展势头继续加速。该报告跟踪了全球1,040个项目,指出到2030年的氢能直接投资额将达到3,200亿美元。
《欧洲氢能战略》提出,到2024年绿氢产能达到100万吨,到2030年绿氢年产量达到1,000万吨。同时,欧盟还宣布了大型的融资计划支持氢能发展,扩大绿氢产量。2023年6月,美国通过《基础设施投资和就业法案》,计划2022-2026年间拨款80亿美元用于区域氢能中心建设,15亿美元用于电解槽和氢能全产业链研发和示范;美国《国家清洁氢能战略和路线图》(2023版)中将“降低清洁氢能成本”作为三大关键优先战略之一,计划到2030年将清洁氢生产成本降到每公斤1美元,同时强调要促进整个氢能供应链发展。
日本《氢能基本战略》(2023版)提出了2040年氢供应量目标(1,200万吨/年),未来15年投入超过15万亿日元用于建设大规模氢能供应链。2023年8月,中国首个300MW光伏发电生产绿氢示范项目全面建成,项目总投资近30亿元,年产绿氢2万吨,项目投产标志着中国绿氢规模化工业应用实现零的突破。
(三)全球氢燃料电池系统及车辆关键 技术日趋成熟
全球范围看,氢燃料电池车在整车性能、可靠性、寿命及环境适应性方面基本具备市场应用条件。电堆及关键材料方面,金属 / 石墨双极板、催化剂、质子交换膜、气体扩散层等均取得了关键技术突破,产品性能和成本基本满足商业化推广应用需求。氢燃料电池系统集成方面,以现代、丰田、亿华通、上海捷氢等为代表的企业均具备了较为成熟的燃料电池系统集成技术,产品效率、比功率、冷启动温度、寿命和成本指标上处于领先水平,系统集成和控制技术水平较高,在可靠性、耐久性方面具有明显优势。在整车集成方面,整车集成匹配、氢电安全、能量管理和控制测试技术等不断提升,现代、丰田、本田等汽车制造商基本具备氢燃料电池汽车量产能力,如现代 NEXO、丰田 Mirai、本田 Clarity 均已实现量产上市,奔驰、宝马也推出了量产车型。中国经过多年的技术积累及示范应用,基本掌握燃料电池系统及核心零部件的关键技术,实现了从燃料电池系统到电堆、空压机、氢气循环系统再到双极板、膜电极等核心零部件的批量国产化应用,中国主要燃料电池系统厂商也正致力于燃料电池系统的量产应用。
(四)氢燃料电池车逐渐步入规模化推广应用阶段
全球主要国家着眼于能源安全、绿色低碳及经济社会的可持续发展,大力推进氢能与氢燃料电池车产业发展。
现代、丰田等大型企业集团先行投入,超前布局发展氢能与燃料电池汽车的研发和应用示范,推动氢气制取、储运及加氢站建设,当前行业已进入产业化、市场化加速发展新阶段。韩国积极推动氢燃料电池车产业发展,产业链较为完善,韩国氢燃料电池车保有量超过3万辆。此外,韩国政府还计划在全国范围内建设至少10个氢能城市,并在未来的20年内逐步扩大规模。日本《氢能基本战略》提出,到2030年普及氢燃料电池乘用车80万台左右,建成加氢站1,000座左右。美国《国家清洁氢能战略和路线图》(2023版)提出:2030年每年清洁氢产量或将达到1,000万吨。
中国也正全力推进氢燃料电池车示范应用,已经形成“3+2”的城市群示范应用格局。按照规划,示范期末五大示范城市群氢燃料电池车推广目标不少于3.3万辆,预计到2035年中国氢燃料电池车保有量将超过100万辆。
二、现代汽车氢燃料电池车发展
现代汽车集团为全球三大汽车集团之一,2022 年汽车总销量 684.8 万辆。作为全球领先的汽车企业,现代汽车集团长期致力于推动全球实现清洁社会,率先构建未来氢能社会,积极推动人类社会可持续发展。2020 年现代汽车集团发布氢燃料电池系统专属品牌——HTWO,致力于让氢能更友好、广泛地普及应用于“所有人、所有事、所有地方”。
(一)现代汽车集团全球氢能事业
现代汽车集团1998年开始持续深耕氢燃料电池技术,已拥有超过25年的氢燃料电池汽车研发经验,是氢燃料电池汽车商业化应用领域的领先企业。在乘用车领域,现代汽车第一代量产氢燃料电池车Tucsonix35在2013年上市即荣获布鲁塞尔车展“2013未来汽车奖”。2018年推出的第二代氢燃料电池车NEXO,搭载的氢燃料电池系统荣获2019年美国“沃德十佳发动机(Ward's Auto 10 Best Engines)”称号,意味着现代汽车氢燃料电池系统具备了与汽车内燃机相媲美的性能。NEXO综合工况续航里程超过800km(NEDC 标准),实现-30℃低温启动。与此同时,氢燃料电池系统零部件尺寸进一步缩小,成功实现模块化及轻量化,形成最优效率和耐久性结构。
在商用车领域,2020年,全球首款量产氢燃料电池重卡XCIENT Fuel Cell 正式推出,搭载180kW级氢燃料电池系统,并首次向瑞士出口,应用于瑞士的多个物流场景。2023年底即将在美国加州开展示范运行的燃料电池8级重卡,续航里程可达724公里。氢燃料电池巴士 ELEC CITY Fuel Cell 从2019年开始试运行,2020年量产,在多坡道道路条件下也能提供充足动力,在韩国首尔、釜山、昌原、蔚山、全州等多地运行,并出口到沙特、德国、奥地利等多个国家。
截至2023年6月,现代氢燃料电池车全球累计销量已经超过3.6万辆,氢燃料电池汽车销量全球第一,持续引领全球氢燃料电池汽车市场。
(二)现代汽车集团中国氢能事业
现代汽车集团始终将中国作为全球最重要的市场。在中国氢能产业尚处于示范初期的2021年,就将集团海外首个氢燃料电池系统研发、生产、销售基地——现代汽车氢燃料电池系统(广州)有限公司(下称“HTWO广州”)落户在广州,致力与中国携手推动全球领先水平的氢能产业构建和燃料电池车辆高水平示范。
HTWO广州是现代汽车集团在中国氢能领域深入布局和发展的重要里程碑。项目占地20.2万平方米,包含电极电堆栋、系统总装栋、技术研究栋、创新中心等设施,计划总投资85亿元人民币(含运营费用),年产能6,500套。HTWO广州引入现代汽车集团全球领先的氢燃料电池技术,并针对中国市场的使用特性进行深度优化,进一步提升性能表现。经中汽研武汉检验中心测试认证,最高效率达64%以上,赋能氢燃料电池车TCO(全生命周期拥有成本)竞争力提升。作为广东省、广州市重点项目,于2022年被国家发展改革委选定为第六批国家重大外资项目。
为了助推广东省氢能产业发展,加强本地企业合作,HTWO广州于2023年5月,与广州市黄埔区恒运集团和广州开发区交投集团成立合资公司——现代氢能科技(广州)有限公司,共同开展氢燃料电池系统核心零部件生产制造、车辆推广应用等业务,联合推进燃料电池系统核心零部件高标准本地化研发制造,引进国际领先的生产技术设备,提升零部件本地化生产效率和质量水平。
同时,为加速与中国上下游产业链融合发展,HTWO广州持续加强与本土优秀企业合作,携手打造广东高水平氢能产业链。开展膜电极等核心零部件样件测试及系统适用性分析,并持续改善,实现产品性能大幅提升。携手合作伙伴共建广东省燃料电池车辆示范应用区,打造全球首个无人驾驶氢能汽车示范区。
在当前氢能产业发展阶段,氢能生态系统建设尤为重要。为了促进行业合作交流与创新,HTWO广州专门建设了创新中心并对外开放,组织开展氢能行业交流,加强与氢气生产、运输储存、氢气供应、核心零部件、整车制造运营、氢燃料电池系统应用等多方面产业合作。同时积极分享现代汽车在全球氢能领域的实践和经验,共同探讨广东氢能产业高质量发展路径与应用落地。
三、现代汽车关于广东省燃料电池汽车高水平示范应用的建议
2023年6月,HTWO广州正式竣工投产,将继续加强与本土优秀企业合作,参与和推动广东省开展高水平的氢燃料电池车示范应用。针对行业在示范推广过程普遍面临的一些痛点提出部分建议,希望能为加快推动燃料电池车示范提供借鉴,助力广东省氢能产业高质量发展。
(一)适度超前建设加氢站,构建低成本氢气供应体系
氢燃料电池车的普及很大程度上取决于加氢的便利性和经济性,取决于加氢站网络的建设程度和氢气销售价格。当前,加氢站建设投资大、且市场初期因需求不足很难创造收益,因此建议政府主导推动加氢站基础设施的建设及运营,通过沙盒监管等方式创新加氢站安全监管模式,制定高效的安全检验标准。参照汽、柴油定价模式管理氢气价格,统一定价,降低氢气终端销售价格。
(二)在公共领域设置氢燃料电池车采购比例,加大对采购燃料电池汽车的税收减免/贴息支持
建议对公交、环卫等公共领域设置氢燃料电池车采购比例,通过采购政策、补贴政策、路权优惠等方式,引导公共交通、环卫、物流等行业向氢燃料电池车转型,为氢燃料电池车开放更多场景。同时建议对各类企业单位或个人采购氢燃料电池车实行税费减免,建议对企业贷款购买燃料电池汽车给予利息补贴。
(三)选择重点场景开展氢燃料电池车的规模化示范应用,适当加大对氢燃料电池乘用车的推广支持
建议聚焦相对容易商业化的应用领域创造燃料电池车场景需求,逐渐形成规模化市场推广。同时,氢燃料电池乘用车的普及有利于扩大氢燃料电池车使用经验,提高全社会对氢能产业的认识,并可通过规模经济降低氢燃料电池汽车综合成本,因此建议适当加大对氢燃料电池乘用车的推广支持。
(四)加大对氢燃料电池车运营环节的补贴/支持力度
氢燃料电池车产业仍处于发展初期,需要政府一定时期内提供政策和补贴支持。在商用车的全寿命周期成本中,运营成本占很大比重。建议进一步加大运营环节的支持力度,如放宽燃料电池车辆城市中心区限行政策,对燃料电池车辆实行高速通行费、公共停车费减免,提高运营补贴标准。
(五)推动氢燃料电池车碳减排交易,创新氢燃料电池车支持模式
2023年8月23日,广东省生态环境厅印发《广东省碳交易支持碳达峰碳中和实施方案(2023-2030年)》,提出充分发挥碳市场作为支持工具激励碳减排技术发展的作用,推动绿色低碳技术成果从实用化到产业化的突破。建议一方面推动对氢燃料电池车碳减排进行补贴;另一方面利用广东作为全国最大碳市场优势,率先推动氢燃料电池车碳减排交易,以碳交易创新氢燃料电池车发展支持模式。