重慶氫燃料電池汽車的產業發展基礎及策略

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革命的重要方向，加快發展氫能產業，是加快我國清潔能源轉型和實現碳達峰、碳中和目標的有力抓手，是探索能源變革帶動區域經濟高質量發展的重要實踐。氫燃料電池汽車是新能源汽車重要的技術路線之一，肩負著交通能源體系向低碳、綠色、高能效方向轉型的重要使命。氫燃料電池汽車在續駛里程、加注時間、碳排放、能效等方面具有無可替代的優勢，但在當前的技術條件下，氫燃料成本高、運營成本高、安全保障等是制約行業發展的關鍵問題。重慶擁有完整綿長的汽車產業鏈和新能源汽車產業發展經驗，能源資源稟賦不足，制氫資源豐富，科技創新力量提前布局，具有發展氫燃料電池汽車的需求和基礎。

一、重慶發展能源汽車產業的必要性

重慶可再生資源種類和規模先天不足，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。利用天然氣或“煤炭+”碳捕捉和儲存（CCS）技術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、能量密度高等優點，被譽為未來的“終極能源”。重慶擁有豐富的頁巖氣資源，產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。從經濟效益和能源供給考慮，單獨依靠天然氣替代煤炭實現“雙碳”目標顯然是不合理，應當通過氫氣+CCS技術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。

汽車產業基礎雄厚，急需轉型升級。重慶汽車產業以長安體系為龍頭，全市規模以上零部件企業近千家，汽車零部件本地配套化率超過70%，產業發展基礎牢固，汽車產業鏈完整而綿長。汽車是重慶的支柱產業之一，多年來產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達到較高水平，消費勢頭出現降溫，具有必然性；另一方面，重慶汽車企業以中低端品牌為主的產業結構與新的產品消費需求、產業發展趨勢和能源環境危機之間的矛盾不可調和，產業轉型迫在眉睫。

2019年，《關于加快汽車產業轉型升級的指導意見》等若干政策陸續出臺，提出了新能源汽車和智能網聯車為主線的汽車產業轉型升級路線，要打造具有全國影響力的氫燃料電池汽車產業基地。氫燃料電池汽車具有節能、低碳和高續航等優點，隨著氫能產業的布局和發展，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模的市場，而重慶氫產業仍處于導入階段。在政府的主導下，建立監督平臺打通制氫、儲氫、運氫、加氫和用氫各環節，實現信息共享、協調分配和安全管理的難度將遠小于電力系統。

二、重慶市氫能及燃料電池汽車產業發展基礎

1.政策環境良好

自2019年以來，重慶市陸續發布關于加氫站補貼、推廣氫燃料電池汽車示范應用、氫能及汽車關鍵技術研發、 公共服務平臺建設、優化氫燃料電池汽車產業布局等政策布局。重慶在制氫、存儲、檢測、應用等氫能全產業鏈條上均有涉及，長安、小康、慶鈴等知名整車生產企業在氫燃料電池整車產品方面開展了研發，雪人股份、 德燃動力等氫燃料電池行業領軍企業先后在渝落戶，中國汽車研究院、氫能動力質量監督檢驗中心等國家級研究監測機構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、內江三地同時舉行了“成渝氫走廊”啟動暨氫燃料電池物流車首發儀式。為貫徹落實《成渝地區雙城經濟圈建設規劃綱要》中關于制造業高質量發展、綠色轉型、強化能源保障等方面的規劃布局，重慶和四川兩地總體規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投入超過400輛氫燃料物流車和配套建設加氫站，涼山、攀枝花、雅安、潼南、長壽等走廊節點地區的氫氣供應基地建設計劃已經提上日程。

表1 重慶市氫能及燃料電池汽車相關政策總結

2.氫氣資源豐富

氫氣的大規模、低成本和高效率制備是發展氫能產業需要解決的首要關鍵性難題。

從經濟性、技術成熟度和資源稟賦上考慮，化工副產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。如卡貝樂、揚子乙酰、映天輝等擁有非常豐富的低成本工業副產氫，年產量超過10萬噸；萬盛東方希望等氯堿化工企業也在推進副產氫的收集應用，預計2年內將提供超過1萬噸/年的副產氫產能。長壽區金宏氣體和潼南區萬利來等企業已建成副產氫提純產線，現有年產能達到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可滿足6400輛出租車/1900輛公交車/270輛重卡消耗，重慶工業副產氫供應初具規模。

天然氣與水蒸氣重整制氫具有技術成熟、工藝流程短的優點，是化石燃料制氫中最環保的制氫方法，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，全年頁巖氣產能超過70億立方米，常規天然氣產能超過50億立方米。我國大部分地區天然氣儲能不足，天然氣進口占比40%以上；與之相比，重慶天然氣供應優勢明顯，具備制備氫氣的稟賦優勢。目前，長壽金宏氣體等企業在天然氣制氫和氫氣純化技術優化方面成效顯著，2019年氫氣產能達到4460萬標方。

3.產業配置完整

重慶首批三座加氫站于2021年4月集中開工建設，分別是中石油兩江新區雙溪綜合能源站、魚嘴綜合能源站和中石化九龍坡區半山環道綜合能源站。雙溪站和魚嘴站均為油氫合建站，半山環道站是氣氫合建站。3座加氫站的設計加氫能力均為1000千克/天，每天可滿足大約300輛氫能公交車的加氫需求。預計在“十四五”期間，重慶建成加氫站數量將至少達到10座以上。

在產業引進方面，九龍坡區與廣東國鴻、鴻基創能等6家氫燃料電池企業簽訂協議，合作建設氫能科技產業園，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先后落地兩江，構建研發創新、知識產權、標準體系、生產制造、設施建設、商業運營協同發展的氫能產業高地。兩江新區和九龍坡引進企業擬投資總額將達到100億元，所有項目達產后，預計年產值超過300億元；建成氫燃料電池關鍵核心零部件（質子交換膜、催化劑、膜電極、雙極板、碳紙、電堆、空壓機、氫氣循環系統）及燃料電池系統集成科技產業園，大力增強重慶市氫能產業發展。

在科技創新方面，中國汽研投資5億元在兩江新區魚復工業園區建設首個國家氫能動力質檢中心項目，提供集氫能及燃料電池產品認證、檢測、校準、標準化工作、技術咨詢等服務；國家氫能中心結合重慶市氫能產業發展現狀，為重慶打造氫燃料電池汽車綜合監控平臺；平臺通過四個監控子系統打通制氫、儲氫、加氫、重卡運輸、氫能汽車等環節數據，可及時進行風險處置及資源調度，形成氫能全產業鏈數字化管理與服務能力。2019年4月，重慶研究院、南岸區政府、國家鎂合金材料工程技術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，為氫能源汽車領域提供氫能、氫氣儲存、信息咨詢、材料開發等方面技術支撐。

重慶圍繞氫能汽車全產業鏈進行布局，覆蓋加氫、整車、配套零件設備、研究機構、檢驗、運營調度等環節，已在九龍坡和兩江形成兩大氫能產業集群，整體框架已基本成型。重慶現有整車企業21家，整車產品譜系齊全，其中上汽紅巖、慶鈴汽車、長安汽車3家整車企業已有7款氫能汽車上市銷售，后續氫燃料電池整車還將陸續研發推出。上汽紅巖聯合捷氫科技、寧德時代等國內氫能領域領先企業構建國內領先的研發和供應體系，公司氫燃料重卡產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。聚焦氫能重卡領域，打造上汽紅巖鄂爾多斯新能源重卡基地，基地一期實現12000輛/年新能源重卡整車組裝制造產能和3000臺/年燃料電池及氫系統產能，二期預期實現產能翻倍，預計2024年投產，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量發展建議

重慶雖已完成氫燃料電池汽車產業布局框架，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，引進企業計劃項目開展緩慢；二是關鍵材料國產化困難，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、氫能儲存、氫運輸以及氫燃料電池部件及系統的評價、檢測等標準體系尚不健全；五是關于氫能產業中上游尚無專門性法規作為項目管理的依據，制約著加氫站的審批、建設和運營等。

1.推動示范運營，建立長效企業扶持

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，氫能源汽車企業業務和計劃項目開展緩慢。近年來，各省氫能產業發展都離不開企業大力推動。重慶應加強行業發展戰略，建立關鍵指標考核評價體系，加大對自主技術主體的政策支持力度。通過加快氫站建設和運營標準化和加強技術突破等手段提高氫能的可靠性，規范和簡化加氫站的審批流程，分批次優先開放氫能源公交、重卡等大車上路運營，吸引產業鏈上的其他企業加快氫能項目的投入和建設。

2.健全標準體系，制定地方氫能規范

目前，我國氫能及氫燃料電池汽車尚未建立系統全面的標準、檢測和認證體系，支撐產業高質量發展的基礎薄弱。氫氣在我國被列位《危險化學品目錄》中，相關法規將氫氣定性為“危險品”，并沒有明確賦予其能源屬性。氫作為危險化學品，加氫站的建設選址必須在化工園區內，或遠離居民區，其審批流程比加油站、加氣站復雜得多。有關部門應統籌協調氫能產業的標準化和規范化工作，借鑒武漢、上海、廣州等城市，針對加氫站審核、管理、運營和氫能發展等政策和條例，研究本地氫能發展現狀，指定加氫站投資建設主管機構，明確管理責任；建立健全氫安全基礎研究體系，制定本地氫能燃料汽車規范條例，規制加氫站的建設和運營。

3.加強自主創新，強化產學研協同合作

目前，燃料電池系統的電催化劑、質子交換膜、氣體擴散層等電池關鍵材料供應市場被國外控制，高壓力下儲氫設備材料成本高居不下，燃料電池系統國產化和低成本儲氫是我國氫燃料電池汽車發展痛點。重慶汽車產業基礎牢固，高校和研究所創新研發實力雄厚，應強化產學研合作，結合各方優勢，極力打造自主化產業生態。繼續鼓勵能源、電力及車輛相關領域的高校、研究所和企業開展制氫、儲氫和燃料電池核心材料、關鍵設備和零部件等短板的研究和應用；統籌加強自主技術、產品和商業模式等領域知識產權的管理和保護，提高技術成果轉化效率。加大國內氫能學科建設和人才培養，聚焦“卡脖子”關鍵技術引進行業高端人才。

4.推進企業合作，打造氫能源互聯網

重慶的氫能及燃料電池產業尚處于導入期，應該以政府為主導，以市場化為導向，積極引導企業間合作，整合各自優勢和資源，降低運營和產品成本，提高氫能產品價值，探索新的商業模式；推動碳排放權、用能權等碳交易市場健康、規范發展，促進氫能技術紅利。打通氫能源產業產業鏈，推進氫氣的制、儲、運、用一體化的建設。通過打造氫燃料電池汽車綜合監控平臺和大數據中心等，實時掌握全市的氫能運行狀況，通過合理的資源調度降低氫氣的儲運成本，提高氫能的利用效率；通過風險預估和實時監控，及時進行風險處置，提高氫能的安全性。