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全球首个推出氢能国家战略的日本,为什么燃料电池车普及滞后?

   2024-05-27 氢能汇16410
核心提示:在梳理日本氢能产业政策的基础上,重点分析造成日本燃料电池车普及滞后的路径选择原因

日本早在1970年代就开始研发氢能技术,政府将其定位为未来能源的终极方式,通过国家战略和政策进行引导。对于日本的氢能产业发展,北京市人民政府参事室与云河都市研究院合作研究推出了《日本东京氢能绿电技术应用与产业化创新研究》报告。在梳理日本氢能产业政策的基础上,重点分析造成日本燃料电池车普及滞后的路径选择原因,并对北京市推广燃料电池车提出了首先在公交、市政环卫、邮政、城市物流等公共领域发力的建议。

日本制定全球首个氢能国家战略

长期以来,日本90%以上的化石能源依赖进口。面对降低能源对外依存度和减排温室气体的双重压力,日本非常重视研发替代化石燃料的新技术。氢能来源广泛,在燃烧过程中不产生二氧化碳,是一种清洁、高效、可再生的能源。早在1970年代日本就开始研发氢能,2011年福岛核事故之后,更是加快氢能替代的步伐。

2014年4月,日本出台《第四次能源基本计划》,将氢能定位为与电力和热能并列的核心二次能源,同年6月日本修订《日本再复兴战略》,提出了建设“氢社会”的愿景。

2017年12月,日本发布全球第一个氢能国家战略—《氢能基本战略》。着眼2050年的该战略涵盖了从氢能生产到应用的综合性政策和到2030年氢能发展的行动计划。六年后的2023年4月,日本修订《氢能基本战略》,提出“氢能产业战略”,制定了氢能供给量2030年300万吨,2040年1200万吨,2050年2000万吨的具体目标。并计划在今后15年内由政府和民间共同投资15万亿日元,引导和鼓励民间企业积极投入建设“氢社会”。

日本推出全球首款量产燃料电池车

在日本政府的倡导下,丰田等日本头部车企都将燃料电池车视为未来汽车发展的终极方向,长期投资重点发展。2012年至2021年日本政府累计投入4,600亿日元扶持氢能产业发展,其中七成资金用于燃料电池乘用车和加氢站。2014年丰田推出全球首款量产燃料电池乘用车Mirai。

然而由于成本高居不下带来售价高昂,以及加氢站配套不足,燃料电池车销量增长缓慢。截至2023年7月,日本国内燃料电池乘用车的累计销售量仅为8,283辆,与《氢能基本战略》中2025年日本国内燃料电池乘用车要达到20万辆目标的差距甚大。

中国燃料电池车保有量超越日本

根据国际能源署《全球电动汽车展望》报告,截至2022年末,中国燃料电池车保有量达到1.37万辆,燃料电池车保有量占到全球19%,超越日本成为仅次于韩国和美国的全球第三位。

作为后起之秀的中国,燃料电池车保有量之所以能够超过日本,得益于我国优先发展燃料电池商用车的策略奏效。

2022年国家发展改革委、国家能源局印发的《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》指出,“有序推进氢能在交通领域的示范应用”,并提出 “到2025年燃料电池车辆保有量约5万辆,部署建设一批加氢站”的发展目标。但是与日本燃料电池车发展战略不同,中国从一开始就锁定优先发展燃料电池商用车。规划指出,“重点推进氢燃料电池中重型车辆应用,有序拓展氢燃料电池等新能源客、货汽车市场应用空间,逐步建立燃料电池汽车与锂电池纯电动汽车的互补发展模式。”

根据国际能源署《全球电动汽车展望》报告,2022年中国燃料电池车保有量中,卡车为7000辆,占比52%;公交车为5400辆,占比40%;轻型商用车为800辆,占比6%;乘用车为300辆,占比仅为2%。

日本燃料电池车发展战略路径上的失误

为什么我国优先发展燃料电池商用车的策略,在效果上优于日本优先发展乘用车的策略?这是因为,加氢站建设费用昂贵,大面积地铺开加氢站建设在投资上压力巨大。商用车行驶路线相对固定,通过精准布局可以减低对加氢站数量的要求。因此即便是数量有限的加氢站布局也可以形成有效的商用车应用场景。

相反,对自由度要求极高的乘用车需要加氢站覆盖的面积和数量要大得多,如果加氢站达不到一定程度的体量,追求便利性的乘用车很难从燃油车切换到燃料电池车。

从这种意义上来讲,日本在燃料电池车发展上侧重生产乘用车的战略,轻视了作为基础设施的加氢站普及的难度。

日本《氢能基本战略》的目标是2030年在其国内建设900个加氢站,2050年取代加油站。目前日本国内加油站的数量为2.9万个,也就是说届时日本需要建设同等数量的加氢站。然而截至2023年1月,日本全国已建成加氢站还只有164个,远远落后于其战略所设定的目标。

对此,2018年日本的加氢站运营企业、汽车制造商和金融投资机构等11家企业(2022年增加到30家)联合成立了“日本加氢站网络合同会社”,通过优化加氢站建设方案、推动技术研发、提供补贴等措施,进一步推动加氢站的建设和普及。

东京经济大学周牧之教授指出,“虽然日本正在发力推进加氢站的建设,但是鉴于加氢站建设费用居高不下,其数量在很长一段时间内都将无法满足燃料电池乘用车普及的需求,而燃料电池乘用车普及的滞后又将从经济效益上制约加氢站的建设。同时由于充电桩的普及成本远低于加氢站,因此即使在日本,电动乘用车也有着比燃料电池乘用车更好的普及前景。这一现实也将阻碍加氢站和燃料电池车在日本的普及”。

重点支持商用车燃料电池车的普及

根据国家能源局数据,2022年中国已经建成270座加氢站,约占全球加氢站总量的40%,数量位居世界第一。除西藏、青海、甘肃外,全国其他省份都已建设加氢站。

截至2022年6月,北京市运营加氢站10座,其中大兴国际氢能示范区加氢站是目前全球最大的加氢站。《北京市氢燃料电池汽车车用加氢站发展规划(2021—2025年)》提出了北京市将在2025年前建成加氢站74座的目标。

2022年中国商用车保有量占汽车总量的12%,但是商用车的碳排放量却占到汽车碳排放总量的55%。目前商用车的新能源车渗透率较低,需要加速新能源车对汽油和柴油车的替代,燃料电池车是一个有利的选项。

近年来在双碳背景和相关政策的推动下,公交、出租、环卫、邮政快递、物流配送等城市公共领域车辆的电动化率在不断提升。与纯电动车相比较,燃料电池商用车具有载重量大、续航里程长、低温适应性强、补能时间短等优势,更适合城市支干线和城际之间的大载重量货物运输。

鉴于以上分析,北京市人民政府参事室与云河都市研究院合作研究推出的《日本东京氢能绿电技术应用与产业化创新研究》报告建议,北京市重点在公交、市政环卫、邮政、物流等领域推广燃料电池车,相比乘用车这些领域可以通过布局较少的加氢站支撑行车路线需求。在此基础上,探索增加燃料电池车的应用场景,通过实装推动燃料电池车普及和成本下降。同时完善加氢站配套网络,助力燃料电池车产业化发展。

目前由于燃料电池成本较高等原因,主要车型为客车和中轻型物流车,应用于城市公交和中短途货运。特别是燃料电池公交车由于补贴力度较大,在许多城市发展迅速。今后随着燃料电池技术水平提升,搭载大功率燃料电池的重型卡车有望满足载重量大、续航里程长的需求。

周牧之教授认为,“京津冀地区重载货物运输需求量大,重型柴油车保有量高,由此造成的污染物排放问题严重,亟待推出鼓励燃料电池重型卡车研发和普及的跨区域一揽子政策,通过社会实装,在解决环境问题的同时带动燃料电池重卡领域的发展”。

 
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