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财团法人海峡交流基金会

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中国大陆布局氢能产业之观察◆文/翁芳柏(元智大学机械系教授暨燃料电池中心主任)《交流杂志111年6月号第183期(历史资料)》

  • 更新日期:112-07-13

今年2月4日举行的北京冬奥,中国大陆强调绿色氢能与环境永续发展,并宣示达成碳中和目标的国家能源转型任务。延续2008年北京奥运与2010年上海世博会,分别有3辆燃料电池公车与196辆燃料电池车示范运行,本届冬奥期间总共投放816辆燃料电池车,设置30多座加氢站,由壳牌公司提供50%绿氢使用,不但呼应2021年东京奥运的氢能社会主题,中国大陆也借此向世界宣告,氢能是未来达成碳中和能源转型的重要战略产业。

支持燃料电池车产业 满足商用需求

在大规模产业投资与补助政策下,中国大陆锂电池电动车产业发展已趋成熟,但锂电池电动车无法满足车辆运行距离与时间较长的长途公车、物流车等商用领域需求,企业与政府单位转而寻求其他新能源技术。2016年广东国鸿氢能公司、2018年上海重塑能源公司分别推出燃料电池公车与燃料电池物流车示范营运;2018年6月,中共总理李克强特地参访日本丰田公司的燃料电池汽车,再度开启中国大陆对燃料电池车产业发展的重视。

推动新能源车发展过程中,由于燃料电池技术与产业尚未成熟,中国大陆长期欠缺推动燃料电池车的执行策略与目标,也没有产品补助政策。2019年,中央政府提出每辆燃料电池车运行3万公里后,可获得80万至200万台币的奖励补助,各地方政府也提出1:1的配合补助政策,对照当时的燃料电池车成本价格,政策补助几乎达到100%。

政策支持是燃料电池汽车市场发展的主要驱动力,相较于锂电池电动车成熟的产业规模,燃料电池车处于示范验证与初期市场阶段。2020年起调整政策,补助对象由物流车转往公车与专用车,2021年中国大陆的氢燃料电池汽车销量为1,881辆,增长25.7%;截至2021年底,中国大陆的燃料电池车近9,000辆,累计建成加氢站240座,同时间国际间燃料电池车约为35,000辆,加氢站约500站。预估2022年,中国大陆的燃料电池车销售或示范专用车,将达到约1万辆规模。

中国大陆近年来除了投资欧美的氢能与燃料电池公司,产业界也引进国外的产品与技术。2020年1月北京地区的燃料电池企业引进丰田汽车公司主导的共同开发车用燃料电池系统,吸引北京亿华通科技、北京汽车集团、中国第一汽车集团、东风汽车集团、广州汽车集团等5家企业共同参与。2021年1月,韩国现代汽车于深圳独资设立燃料电池量产工厂与研发中心,自2022年起年量产 6500 辆现代NEXO燃料电池车。

与前期物流车为主的车型结构不同,2021年燃料电池专用车车型结构以牵引车和自卸车为主。物流车车型进一步丰富,覆盖厢式运输车、保温车、冷藏车等短途转运和城市配送车型;环卫车以洗扫车、洒水车、多功能抑尘车、车厢可卸式垃圾车等零星测试和验证应用为主。燃料电池汽车示范应用政策明确后,以商用车为重点发展方向成为共识,主流商用车企业对中重型燃料电池专用车的布局进程逐步加快。

氢能长续航 减碳重要替代方案

氢气在自然环境下,一般是以碳氢的石化能源或与氧气结合的水分子型态存在。氢能是最佳的能源也是石化与再生能源的中介,氢能重卡大载重、长续航、加氢快等优势明显,被认为是重卡领域电动化实现减碳的重要替代方案。在碳中和的能源转换过程中,不能缺乏氢能的使用。这也是目前世界各国的碳中和路径图中,无法脱离国家氢能政策的减碳贡献。

2019年「十四五」的氢能产业策略规划与《中国氢能及燃料电池产业白皮书》指出,氢能定将成为能源体系的重要组成部分,预计到2050年,氢能在能源体系中的占比约为10%,氢气需求量接近6000万吨,年经济产值超过12万亿元;全国加氢站达到1万座以上,交通运输、工业等领域将实现氢能普及应用,燃料电池车产量达到每年520万辆,固定式发电装置2万台/年,燃料电池产能550万套/年。

新战略车 燃料电池车与电动车并列

2020年9月21日,中国大陆公布,将取消燃料电池车(FCV)的补贴,改为向开发核心技术的企业给予奖励资金的制度,显示纯电动汽车(EV)的开发与海外企业展开激烈竞争。虽然燃料电池车尚未普及,但中国大陆计划把燃料电池车定位为与纯电动汽车并列的新一代战略汽车,力争确保掌握开发竞争的主导权。

政策发布后,各地积极组队申报示范城市群,经专家评审, 2021年8月底,中共财政部等5部委同意首批京津冀、上海、广东燃料电池汽车示范应用城市群启动实施。同年12月,河北和河南城市群也启动实施,五大示范城市群最终落地。

2022年3月23日,中国大陆发布《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》,明确氢能产业发展的战略定位,部署氢能产业发展的目标任务,强调氢能产业创新要持续加强基础研究、关键技术和颠覆性技术创新,持续提高燃料电池可靠性、稳定性和耐久性。2025年的产业目标,将奖助示范区产业有5万辆燃料电池车营运,年产量10至20万吨的绿氢使用,建置足够五大示范园区使用的加氢站。

中国大陆在减碳过程中,氢能将与再生能源、锂电池电动车储能,扮演相辅相成的角色。电动车内需要氢能与电能融合,在发电应用上,氢能也能替代石化能源的储能任务,作为再生能源的稳定角色。

氢能与再生能源相辅相成 替代石化能源

氢能的减碳贡献不只在于发电与车用,还可替代石化能源的使用。尤其是来自于再生能源的绿色氢能,不使用石化燃料能源的生产,被视为迈进碳中和的重要环节,这也是欧美国家重视绿氢技术的发展与应用。

当前中国大陆氢能产业的重点在车辆产业的减碳应用,车用能源主要来自大量进口石油,若能发展替换石油的电动车产业,可以达成减碳与能源安全。在发电方面,能源价格导致中国大陆目前的发电几乎集中在燃煤发电与再生能源使用,或许再过10到20年后,中国大陆的人均GDP接近欧美国家时,在发电配比上,才能提升较贵的天然气与核电使用,进一步提升再生能源及氢能的配比。这也是中国大陆达成碳中和目标,比欧美国家晚10到20年的主因。若能借由燃料电池车的氢能发展,快速地降低绿氢的发电成本,避免使用昂贵的天然气与核能发电的减碳策略,直接进入零碳排的氢能发电,或许可帮助中国大陆提早实现净零减排之目标。

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