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深度|日本、韩国、欧盟氢能路线图对比分析及对我国的启示

北极星氢能网 来源:北极星电力网  作者:李欢  2021/1/13 13:18:34 我要投稿

北极星氢能网讯:氢能可实现跨部门、时间和地点灵活转移能源,减少弃风、弃光、弃水,在向可再生能源转型中发挥系统性作用。日本、韩国、欧盟的氢能路线图均对氢能在移动端和固定端的应用、加氢站建设和氢气供应作了规划。氢能源燃料电池汽车是氢能应用领域最为重要的一环。本文重点对比分析各国(组织)燃料电池汽车的总量目标,车型选择,配套加氢站建设,以及氢气供应策略和固定端氢能应用重点方向。

本文系投稿,转载请联系授权。来源:北极星电力网,作者李欢,单位系中国电子信息产业发展研究院

一、燃料电池汽车欧盟规模最大,韩国最重视

日本、韩国、欧盟在路线图中均提出了燃料电池汽车(FCV)累计产量目标,它们之间存在数量级差异。其中,欧盟目标最为宏伟,至2050年累计生产5270万辆FCV;韩国次之,至2040年累计生产620万辆FCV;日本最低,至2030年累计生产80万辆FCV。

表1 燃料电池汽车总量目标对比

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考虑到这三个国家(组织)汽车年产量本身存在较大差异,本文以FCV累计产量目标与该国(组织)当前各类汽车年产量的比值衡量燃料电池汽车在汽车工业中的重要性。日本与欧盟2030年FCV累计产量分别相当于当前汽车年产量的24%和22%,在本国(组织)汽车工业中的重要性相近。韩国与欧盟2040年这一比例分别为154%和113%,韩国FCV的重要性高于欧盟。但韩国FCV严重依赖出口市场,2040年累计620万辆FCV产量中330万辆计划用于出口,其总量目标能否实现与国际FCV市场的发展息息相关。

总的来说,燃料电池汽车产量规模欧盟>韩国>日本,燃料电池汽车在本国(组织)汽车工业中的重要性韩国>日本≈欧盟。

二、日韩侧重乘用车,欧盟优先发展商用车

日本、韩国、欧盟均以汽车作为氢燃料电池在移动端应用最重要的领域,但选择的汽车类型各有侧重。燃料电池乘用车是日本和韩国的重点发展对象,丰田Mirai、本田Clartity和现代NEXO三款FCV已实现量产和商业化。而欧盟认为燃料电池乘用车与纯电动车竞争无优势,汽车领域应该优先发展行驶里程更长、负载更重的商务车、出租车、卡车等。

从燃料电池汽车保有量在同类型汽车中的份额来看(见表2),日本虽然看好燃料电池乘用车的发展,但目标相对保守,2030年燃料电池乘用车保有量份额仅为1%。韩国目标相对激进,2040年燃料电池乘用车保有量份额为11%,且韩国更重视氢燃料电池在出租车、公交车、卡车市场的应用。而欧盟对各类型FCV的发展都很乐观,提出了较高的FCV保有量份额目标。值得注意的是,日本在不断调整其氢能战略目标,以往对氢能的定位是“未来能源的终极解决方案”,但近来提“氢电共存”更多。

表2 燃料电池汽车保有量在同类型汽车中的份额对比

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其他移动端应用。叉车是日本应用氢燃料电池的一大特色领域,2030年日本将累计生产1万台燃料电池叉车,占叉车保有量8%。此外,日本、韩国和欧盟都计划研发氢燃料电池火车和船等,欧盟将率先于2030年替换570列柴油火车。

三、加氢站规划韩国遥遥领先

考虑到日本、韩国和欧盟国土面积差异较大,此处从加氢站密度和均站服务车辆数这两个指标比较各国(组织)加氢站规划情况。从加氢站密度来看,日本和欧盟相近,2030年欧盟和日本加氢站规划密度均为0.1个/百公里;而韩国远大于欧盟,2040年韩国和欧盟加氢站规划密度分别为1.1个/百公里和0.3个/百公里。从加氢站服务能力来看,欧盟略高于日本,2030年欧盟和日本均站服务车辆数分别为1120辆/个和889辆/个;韩国远高于欧盟,2040年韩国和欧盟均站服务车辆数分别为2417辆/个和1420辆/个。综合来看,加氢站规划韩国>>欧盟>日本。

然而,与加油站相比,加氢站规划数量还远远不够。日本、韩国和欧盟加油站密度分别为2.8个/百公里、11.3个/百公里和2.2个/百公里,与加氢站规划密度存在数量级差异。

表3 加氢站规划情况对比

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四、氢气供应日韩依赖进口,欧盟选择本土制氢

日本、韩国和欧盟氢气供应策略存在差异。日本和韩国能源匮乏,未来氢能应用成规模后,氢气很大程度依赖海外供应。日本计划在2030年左右建成商业规模的国际氢供应链,年生产能力30万吨(注:30万吨氢气若全部用于发电,相当于一台核电机组的装机容量)。川崎重工已在澳大利亚投资试点褐煤制氢项目。与此同时,日本将在本土发展电解水制氢,充分利用正在快速扩张的可再生能源电力。韩国目前氢气来源99%为化石燃料制氢,未来将大力发展工业副产制氢、高效电解水和氢气国际贸易。而欧盟选择本土电解水制氢和蒸汽甲烷重整/自热重整(SMR/ATR)。具体采用哪种技术取决于技术发展和成本下降情况,并且因项目而异。

表4 氢气供应策略对比

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五、氢能固定端应用日韩重发电,欧盟全面发展

固定端氢能应用主要包括固定式燃料电池、氢气热电联产发电、供热以及作为工业原料等。日本在家庭燃料电池方面取得了较大进展,已开展商业化应用多年,预计2020年能够达到盈亏平衡。同时,日本也在积极探索氢气热电联产和工商业燃料电池发电。韩国紧跟日本策略,计划大力发展氢能发电和家庭建筑燃料电池,提出了2040年实现工商业氢能发电装机量15 GW(相当于2018年韩国133GW发电总量的11%)、家庭建筑燃料电池装机量2.1 GW(约94万户)的宏伟目标。欧盟则采取了全面发展的策略,到2050年,氢能应用中交通运输领域仅占30%,发电、建筑供电供暖、工业能源、工业原料占比将分别达到5%、25%、11%、29%。

表5 固定端氢能应用目标对比

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六、对中国发展氢能产业的启示

我国氢能源丰富、市场空间广阔、新能源汽车推广经验丰富,在发展氢能与燃料电池方面优势显著。同时,存在技术工艺水平较低、产业链建设薄弱、技术标准/检测体系滞后等短板。我国发展氢能与燃料电池要稳步推进、扬长补短、因地制宜,有针对性地制定发展策略。一是加强顶层设计,推动编制氢能发展路线图,健全产业标准体系和监管体系,引领产业健康可持续发展。二是攻克关键核心技术难关,建立完整氢能与燃料电池产业链。三是实施试点示范工程,开展燃料电池汽车区域示范应用,推进储能、分布式能源等多领域氢能示范。

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