作為全國首個投入商業(yè)運(yùn)行的加氫站，佛山南海瑞暉加氫站見證了中國氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，該站如今每天的氫氣加注量已經(jīng)超過300公斤，幾乎實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷運(yùn)行。不過，該站主要負(fù)責(zé)人李參成向第一財經(jīng)記者表示，過高的氫氣成本正在制約這個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
目前，國內(nèi)氫燃料電池汽車每跑100公里所消耗的燃料費(fèi)用，大約是柴油車的1.5倍、汽油車的3倍還多。有佛山氫燃料電池公交車司機(jī)向記者反映，按照目前的氫氣銷售價格，如果沒有政府財政補(bǔ)貼，那么其所在的公交車集團(tuán)一定會虧損。
如果政策補(bǔ)貼不斷下坡，甚至“斷奶”，業(yè)內(nèi)普遍擔(dān)心的是，正在高歌猛進(jìn)的氫燃料電池汽車未來還能夠跑多遠(yuǎn)。在8月31日舉行的“2019中國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展(泰達(dá))國際論壇”開幕式上，財政部經(jīng)濟(jì)建設(shè)司一級巡視員宋秋玲直言：“基于氫氣的能源管理體系尚未建立等原因，目前尚不具備大規(guī)模推廣應(yīng)用燃料電池汽車的條件。”
氫價高企
隨著世界對能源安全和節(jié)能減排的重視程度越來越高，集零排放、續(xù)航長、加氫快等優(yōu)勢于一體的氫燃料電池汽車，被視為新能源汽車的終極發(fā)展方向。
2019年6月，中國氫能聯(lián)盟組織30多家成員單位編制完成的《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書》稱，氫能將成為中國未來能源體系的重要組成部分，預(yù)計到2050年，氫能在中國能源體系中的占比約為10%，氫氣需求量接近6000萬噸，年經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值超過10萬億元。
在中國，氫能的應(yīng)用場景主要有三種：傳統(tǒng)石油化工生產(chǎn)的原材料、可再生能源儲能發(fā)電、氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)。
作為全球第一大產(chǎn)氫國，中國發(fā)展氫能與燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)具有天然的優(yōu)勢。中國氫能聯(lián)盟稱，氫能與燃料電池將是繼煤和蒸汽機(jī)、石油和內(nèi)燃機(jī)之后的第三代主要車用能源動力組合，產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景廣闊。
氫氣雖然來源豐富廣泛，但要低成本地大量制取并不容易。
目前獲取氫氣的方法，主要是將存在于天然或合成的化合物中的氫元素，通過化學(xué)過程轉(zhuǎn)化為氫氣。根據(jù)氫氣的原料不同，制氫方法可以分為非再生制氫和可再生制氫兩種，前者的原料是化石燃料，后者的原料是水或可再生物質(zhì)。
中國的制氫方法，主要有煤制氫、天然氣制氫、石油制氫、工業(yè)副產(chǎn)氣制氫和電解水制氫等五種技術(shù)路線。其中，煤制氫、天然氣制氫、石油制氫統(tǒng)稱“化石能源制氫”或者“化石燃料制氫”。
國家能源集團(tuán)是電力央企中進(jìn)軍氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)的急先鋒，據(jù)從該集團(tuán)獲得的一份研究報告顯示，當(dāng)前，世界上至少有90%的氫氣來自化石能源。
相對而言，化石能源制氫技術(shù)最為成熟、成本最低，但存在很大的工廠排放，并且制成的氫氣需要脫硫、脫硝，從而抬高了成本，并非長久的制氫方法。
電解水制氫因?yàn)榫哂匈Y源與環(huán)保的雙重可持續(xù)性，而被認(rèn)為是未來氫氣制取的發(fā)展方向之一。這種技術(shù)路線的原理是，在電解質(zhì)水溶液中通入電流，把水電解后產(chǎn)生氫氣。
“現(xiàn)在做的氫能示范項(xiàng)目還是用化石能源制氫，但是到了真正要發(fā)展這個產(chǎn)業(yè)的時候，還是要用可再生能源(發(fā)出的電力來)制氫。”中國科學(xué)院院士李燦在今年年初表示，“否則從源頭上來說制氫技術(shù)是不可持續(xù)的。”
調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)一些地方已經(jīng)開始布局可再生能源電解水制氫產(chǎn)業(yè)。比如，吉林省2019年發(fā)布的《白城市新能源與氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》稱，力爭到2035年，風(fēng)電裝機(jī)2000萬千瓦、光伏裝機(jī)1500萬千瓦，年生產(chǎn)氫氣能力達(dá)到百萬噸級，產(chǎn)值近2000億元。這是目前國內(nèi)首個由地方政府主導(dǎo)的可再生能源制氫發(fā)展規(guī)劃，以此來“打造‘中國北方氫谷’”。
在今年的白城市新能源和氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展新聞發(fā)布會上，白城市市長李明偉宣稱：“白城是全國首批千萬千瓦風(fēng)電基地、唯一的風(fēng)電本地消納示范區(qū)。隨著建設(shè)成本的不斷降低、發(fā)電效率的不斷提高，完全可以為制氫提供充足的低成本電力。
“制氫可以采取化石能源制氫和可再生能源制氫兩種技術(shù)路線相結(jié)合。”北京低碳清潔能源研究院氫能技術(shù)開發(fā)部經(jīng)理何廣利在接受1℃記者采訪時說，“首先，通過化石能源制氫把氫燃電池汽車產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)打好，然后再用可再生能源制氫，慢慢實(shí)現(xiàn)過渡。”他認(rèn)為，這是一種獲取氫氣和降低制氫成本的好辦法。
不過，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前不管哪一種取氫辦法，在成本上，都難以支撐中國氫燃料電池汽車的長遠(yuǎn)發(fā)展。
南海瑞暉加氫站的氫氣主要來自廣州南沙，這些氫氣進(jìn)入加氫站的價格在40元/公斤，其中運(yùn)輸成本在5~10元/公斤。
另外，上海浦江特種氣體有限公司總經(jīng)理劉煒煒不久前向媒體介紹，氫氣成本，目前簡單來說就是三個“10”：即原料費(fèi)用10元/公斤，提純、壓縮費(fèi)用(視氣源種類及壓縮的壓力所定)10元/公斤，運(yùn)輸費(fèi)用10元/公斤;加上一定利潤，進(jìn)入加氫站的價格是40元/公斤。
所謂的原料費(fèi)用，指的是制氫原料成本(比如煤制氫);提純指的是通過提高氫氣的純度以滿足氫燃料電池的要求;壓縮則是指將氫氣從氣源壓縮到氫氣運(yùn)輸器。
據(jù)解到，目前，包括南海瑞暉加氫站在內(nèi)的全國20余座加氫站，氫氣銷售價格普遍在60元/公斤以上。如此高的價格，以一輛常規(guī)的氫燃料電池物流車來說，每跑百公里所耗氫量大約3公斤，所需費(fèi)用至少180元/百公里。
作為對比，柴油車每百公里耗油約18升，所需費(fèi)用在110元左右。同樣，汽油車的百公里油耗成本通常不到柴油車的一半。
降成本乏術(shù)
化石能源制氫，是目前多種制氫技術(shù)中成本最低、技術(shù)最成熟的一種。而在化石能源制氫技術(shù)中，成本最低的則是煤制氫。“煤制氫不僅成本低，而且目前國內(nèi)的制氫規(guī)模非常大。”中國工程院院士顧大釗曾在2018年公開表示，“據(jù)估算，僅國家能源集團(tuán)每年制氫能力就可以驅(qū)動4000萬輛小轎車。”
從中國標(biāo)準(zhǔn)化研究院和全國氫能標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會聯(lián)合組織編著的《中國氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展藍(lán)皮書(2018)》中發(fā)現(xiàn)，煤制氫最低成本依然超過10.5元/公斤，最高成本超過17元/公斤。
與化石能源制氫相比，電解水制氫成本更高。根據(jù)上述《中國氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展藍(lán)皮書(2018)》，如果采用一般工業(yè)用電制氫，按照工業(yè)用電目前每度電1元的價格來計算，這樣的電解水制氫成本高達(dá)79元，是煤制氫成本的近8倍。
在此基礎(chǔ)上，再加上提純、壓縮費(fèi)用(視氣源種類及壓縮的壓力所定)和運(yùn)輸費(fèi)用以及相應(yīng)利潤，進(jìn)入加氫站的價格將高達(dá)109元/公斤。
“如果用工業(yè)用電進(jìn)行電解水制氫用在氫燃料電池汽車上，那將是一大笑話。”國內(nèi)某電力集團(tuán)的內(nèi)部人士說。
2018年12月，國家發(fā)改委等部委印發(fā)的《清潔能源消納行動計劃(2018-2020年)》要求，“探索可再生能源富余電力轉(zhuǎn)化為熱能、冷能、氫能，實(shí)現(xiàn)可再生能源多途徑就近高效利用”。
在此背景下，包括白城市等地方政府在內(nèi)希望通過富余電力、價格相對便宜的可再生能源進(jìn)行電解水制氫。
2019年5月，國網(wǎng)能源研究院有限公司王曉晨等人在題為《氫燃料電池汽車發(fā)展切忌“增量不提質(zhì)”》的文章中提供的數(shù)據(jù)顯示，2018年中國棄風(fēng)、棄光電量分別達(dá)到277億千瓦時和55億千瓦時，按制取1公斤氫氣耗費(fèi)39.7kWh電能的折算比例，2018年總棄電量可制氫約84萬噸，相當(dāng)于國內(nèi)煤氣制氫總量的1/12、天然氣制氫總量的1/3。
然而，文章同時指出，從生產(chǎn)成本看，煤制氫總成本不到1元/立方米，考慮棄風(fēng)電價為0.25元/千瓦時，可再生能源棄電制氫僅電費(fèi)支出已達(dá)1.25元/立方米，仍不具有競爭優(yōu)勢。
也是在今年的白城市新能源和氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展新聞發(fā)布會上，白城市能源局局長張曉波介紹說，目前，白城的可再生能源風(fēng)電的成本為每度電0.22元。根據(jù)《中國氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展藍(lán)皮書(2018)》，同樣的電價，在不同設(shè)備下制氫成本存在差別，即便如此，根據(jù)該藍(lán)皮書提供的平均數(shù)據(jù)來測算，用每度電0.22元的電價來進(jìn)行電解水制氫，其成本平均超過20元/公斤，依舊遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于煤制氫的最低成本10.5元/公斤。
包括中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授歐陽明高等業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為，目前，可再生能源電解水制氫的效率不高。
何廣利向記者解釋說：“可再生能源制氫技術(shù)在應(yīng)對波動性方面技術(shù)尚不成熟，單純通過棄風(fēng)棄光來制氫很難變成一種模式，因?yàn)檫@種模式使得設(shè)備利用率不高，總成本并不合算。”
揚(yáng)州中電制氫設(shè)備有限公司一位相關(guān)負(fù)責(zé)人向記者表示，要想降低電解水制氫的成本，最關(guān)鍵是電價。該公司主要從事水電解制氫設(shè)備的研發(fā)與生產(chǎn)。
根據(jù)上述文章《氫燃料電池汽車發(fā)展切忌“增量不提質(zhì)”》提供的數(shù)據(jù)，電費(fèi)支出約占電解水制氫總成本的78%。
記者從國家能源集團(tuán)獲得的上述研究報告顯示，只有電力系統(tǒng)成本下降到目前的一半時，電解水制氫技術(shù)才成為主流技術(shù)之一。但報告同時提出，電力系統(tǒng)成本要下降一半，時間需要到2050年。
面對無法降低的成本，為了推動氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，政府不得不對氫氣進(jìn)行財政補(bǔ)貼。
據(jù)解到，南海瑞暉加氫站目前氫氣銷售價格為60元/公斤，其中有20元來自當(dāng)?shù)卣难a(bǔ)貼。在此基礎(chǔ)上，車主便可以以40元/公斤的最低價格用上氫氣。
按此計算，減去目前40元/公斤的氫氣成本，加氫站銷售每公斤氫氣可獲得20元的收入，除去其他成本，加氫站獲得的凈利潤大約為5元/公斤。
按照南海區(qū)人民政府最新印發(fā)的《佛山市南海區(qū)促進(jìn)加氫站建設(shè)運(yùn)營及氫能源車輛運(yùn)行扶持辦法》(下稱“南海扶持辦法”)，2018~2019年度，氫氣銷售價格40元/公斤，每公斤氫氣補(bǔ)貼20元，并梯次遞減。其中，2020~2021年度，氫氣銷售價格35元/公斤，每公斤氫氣補(bǔ)貼14元;2022年度，氫氣銷售價格30元/公斤，每公斤氫氣補(bǔ)貼9元。
根據(jù)了解，目前，各地政府對氫氣的補(bǔ)貼多少各有不同，但差異并不大。
上述南海扶持辦法并沒有提及當(dāng)氫氣銷售價格降低到每公斤多少元時，不再進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)貼。但在燃料成本上，氫燃料電池汽車要想與柴油車競爭，其燃料成本需要降低到目前的一半，也就是20元/公斤左右。
當(dāng)氫氣成本降到20元/公斤時，在不需要補(bǔ)貼的情況下，加上加氫站的20元/公斤車的服務(wù)費(fèi)，車主每加注一公斤氫氣，所需費(fèi)用為40元/公斤。按照車輛每跑百公里需要大約3公斤的氫氣，總成本為120元，已經(jīng)接近柴油車。
“平價”或要等十年
何廣利向記者介紹，盡管中國產(chǎn)氫量位于全球第一，目前制氫的企業(yè)一般是內(nèi)部自產(chǎn)自銷，對外供應(yīng)的不多，自產(chǎn)自銷成本較低，對外銷售成本過高。他認(rèn)為，現(xiàn)有供氫企業(yè)的相關(guān)市場已經(jīng)鎖定，即便有氫燃料電池汽車應(yīng)用這個新的市場，制氫企業(yè)也沒有理由為此降價。這也是造成氫燃電氣汽車目前氫氣成本過高的原因之一。
業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，隨著氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展，氫氣成本也會相應(yīng)地下降。比如，2019年8月27日，正在布局加氫站的中國石化對外發(fā)布的一則新聞稿稱，未來氫氣成本可低至20元~30元/公斤。該公司目前是中國的制氫企業(yè)之一。
值得關(guān)注的是，中國石化上述新聞稿并沒有透露“未來”的具體時間究竟是何時。對此，上述國內(nèi)某電力集團(tuán)的內(nèi)部人士表示：“時間可能需要十年八年。”他解釋說，化石能源制氫，尤其是其中的煤制氫，未來十年，成本可以降低到三四元/公斤，相當(dāng)于將原料成本降低六七成。
在原料成本降低的基礎(chǔ)上，氫氣總成本中的提純、壓縮和運(yùn)輸?shù)荣M(fèi)用也需要相應(yīng)的下降。以運(yùn)輸費(fèi)用為例，何廣利表示，減少運(yùn)輸成本的辦法至少有兩種，一種是加氫站就近建設(shè)制氫設(shè)備，從而砍掉運(yùn)輸成本;另一種是提高氫氣的單位運(yùn)輸量。但他表示，前者面臨法規(guī)限制，后者主要依賴相關(guān)技術(shù)的突破和進(jìn)步。
這是因?yàn)椋瑲錃庵饕愿邏簹鈶B(tài)、低溫液態(tài)等形式進(jìn)行存儲和運(yùn)輸，但各有一定的局限性。高壓氣態(tài)儲氫存在泄漏爆炸隱患和運(yùn)輸效率不高等問題。低溫液態(tài)儲運(yùn)對存儲容器的絕熱性要求較高，且液態(tài)氫會“吸收”金屬容器生成氫化物，降低氫氣的純度，不利于直接利用。
不過，何廣利認(rèn)為，“按照目前的發(fā)展形勢，慢慢地會有一些新的制氫產(chǎn)能針對氫燃料電池汽車領(lǐng)域，購氫的成本會進(jìn)一步下降。”
也就是說，針對氫燃電池汽車的氫氣供應(yīng)量多了以后，市場便有了競爭，加氫站買氫成本可能因此降低。在受訪者看來，短期來說，很難以技術(shù)上的突破來降低氫氣制取成本，而是從模式上——供給側(cè)來改變。
未來，隨著氫燃料電池汽車保有量提升，氫能在地區(qū)間分布不平衡將帶來大規(guī)模氫氣儲運(yùn)及調(diào)配的問題。不過，如何通過供給側(cè)來改變這種現(xiàn)象，還是一個未知數(shù)。
在8月31日舉行的“2019中國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展(泰達(dá))國際論壇”開幕式上，宋秋玲指出，“日前有部分媒體片面解讀國家將不再支持純電動，轉(zhuǎn)而支持燃料電池汽車，部分企業(yè)也認(rèn)為我國新能源汽車技術(shù)路線會動搖。”她意指，中國新能源汽車技術(shù)路線不會動搖。
她解釋說，由于中國氫燃料電池汽車核心技術(shù)及零部件技術(shù)尚未突破，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不足，標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)缺失，氫氣的能源管理體系尚未建立等原因，目前尚不具備大規(guī)模推廣應(yīng)用燃料電池汽車的條件。
“這個警告來得非常及時。”國家相關(guān)部委一位內(nèi)部人士說，“她(宋秋玲)說的是事實(shí)。”
