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迎戰16度:全球布局氫能 中國享成本優勢


中國政府日前首次把氫能源寫入《政府工作報告》。

電動汽車迅速發展,讓業界對背後電能驅動方式的發展愈加重視,當中由氫能源驅動的燃料電池由於比鋰電池充電更快,續航力更久,有望成為電動車的主導力,令電動車更為普及,帶來真正的綠色交通世紀。

近年氫能在全球範圍內迎來了一股熱潮,中國、美國、日本、歐盟、加拿大和韓國等國家和地區均制定了氫能發展規畫,爭入市場。當中,中國在發展氫能產業上有成本低的優勢,然而,由於運輸及製作過程的環保技術尚未成熟,相信仍需政府大力扶持,才能成為真正的氫能大國。

上週國務院新聞辦舉行吹風會,就《政府工作報告》的八十三處修訂進行了解讀。當中除了大政策、民生熱點外,還有一個頗引起市場注意的話題,就是「推動充電、加氫等設施建設」,這是中國政府首次把氫能源寫入《政府工作報告》。

同時,今年天津、廣東、浙江、吉林、雲南、四川等多個省市也在地方政府工作報告里提到了發展氫能,有分析認為中國已初步形成了「氫能東西南北中」五大發展區域,故業內認為氫能產業或將迎來大繁榮。

其實早在《十三五國家科技創新規畫》中,發展氫能燃料電池技術就已被「畫過重點」,當中《中國氫能產業基礎設施發展藍皮書》更進一步描出了中國氫能的發展路線圖:目標在二○二○年時,中國燃料電池車輛要達到一萬輛、加氫站數量達到一百座,行業總產值達到三千億元人民幣;而至二○三○年,燃料電池車輛保有量要達二百萬,加氫站數量達到一千座,產業產值將突破一萬元人民幣。

機動車污染為中國空氣污染的重要來源。

空氣污染 年死數百萬人

中國政府對氫能的重視是源於氫能有望成為解決交通廢氣污染的最終方案和最佳方案。交通污染為近年全球一個嚴重的問題,更是人類健康的一大敵人。根據世界衛生組織資料,現時世界上高達九成人口每日呼吸污染物濃度較高的空氣,而估計每年因空氣污染導致疾病而死亡的人數高達七百萬。

根據美國環境網站ENS報道,在二○一三年麻省理工學院研究人員發現空氣污染每年造成美國約二十萬人過早死亡,當中五萬三千人是因為汽車和卡車廢氣而早逝。科學研究還發現,空氣污染會造成人的情緒問題,會導致兒童出現多動症和智力障礙,以及限制肺部發育等問題。

至於中國,情況同樣嚴峻,根據生態環境部發布《中國機動車環境管理年報(二○一八)》顯示,中國在二○一七為連續九年成為世界機動車產銷第一大國,同時機動車污染已成為中國空氣污染的重要來源,中國部分城市空氣開始呈現出煤煙和機動車尾氣複合污染的特點,直接影響當地人的健康。

二○一七年,全國機動車四項污染物排放總量初步核算為四千三百五十九點七萬噸。其中,排出的一氧化碳(CO)三千三百二十七萬噸,碳氫化合物(HC)達四百零七萬噸。

氫能電池 充電快續航久

亦因此,開發新能汽車成為了燃眉之急,其中目前可替代石油車的主流新能源汽車技術以鋰電池推動的電動車為主導。鋰電池發展起步早,商業化程度更高,技術成本也更低,且充電可以利用現有的電網系統,不用像氫推動的能燃料電池(Fuel Cell)般要從頭建設加氫和供氫的配套網絡,因此近年成為市場的主流。

鋰電池電動汽車存在充電時間長、續航短等的缺陷。

然而,鋰電池電動汽車存在著充電時間長、續航短等的缺陷,如以充電時間來比較,鋰電池車一般要充好幾個小時電,但燃料電池車加滿氫只要短短三至五分鐘,就跟加油一樣快。而且,燃料電池車加滿氫後可行駛的里程數幾乎等同於汽車,使用壽命亦長達十至十五年。

再者,鋰電池零廢的背隱藏其實著發電過程的潛在污染,而燃料電池則是一種將存在於燃料與氧化劑中的化學能直接轉化為電能的發電裝置。燃料和空氣分別送進燃料電池,電就生產出來。故實質上它不能「儲電」而是一個「發電廠」。行駛過程只會排放水,不會生大氣污染物和溫室氣體,因此被視為「終極環保車」。

環保誘因再加上發展氫能源可讓部分國家實現能源自主,故不止中國,全球各國都爭相搶入氫能市場。根據國際氫能源委員會發布的《氫能源未來發展報告》,估計到了二○五○年,全球範圍內氫能產業將創造三千萬個工作崗位、減少六十億噸二氧化碳、創造二萬五千億美元市場價值,氫能汽車將佔全世界車輛的百分之二至二十五。

歐美亞洲 相繼制定規畫

事業上,近年美國、日本、歐盟、加拿大和南韓等國家和地區均制定了氫能發展規畫。當中日本政府在本月十二日公布了活用氫能源的進度表,內容包括降低使用氫的燃料電池車(FCV)價格、發放補貼、解禁依靠遠程操作的加氫站無人運營等,讓氫能更為普及。此外,還將在二○二○年東京奧運會和殘奧會、二○二五年大阪.關西世博會上向全球宣傳相關的技術實力。目標是把混合動力車銷量從目前的約三千輛到二○二○年增至四萬輛,到二○二五年增至二十萬輛,而至二○三○年更要增至八十萬輛。

另一個積極發展氫燃料汽車的地區是美國加州,從二○○一年就將發展氫能作為其能源政策的重要方面,先後制定了多項氫能研究計畫,以實現向氫經濟的過渡。加州政府還為氫燃料電池車製造商和加氫站運營商提供補助,由於目前一個加氫站的建設成本要二百萬至三百萬美金,缺乏資金的支持,很難大規模建設。

氫能源可取代石油等能源作為汽車驅動燃料,故不少國家均爭入市場。

至於中國,雖然在氫站的建設較為遲起步,如至二○一八年七月,中國的加氫站共有四十一座,實際投入或即將可運營的加氫站僅為十四座。遠不及歐洲在二○一七年底共有一百三十九座正在運行的加氫站,亦不及日本擁有九十一座,北美的六十八座。同時,中國天然氣重整製氫和可再生能源製氫與國外仍有技術落差。

成本偏低 運輸成本高昂

然而,中國在發展氫氣上亦有其成本優勢。工業化制氫的方法主要包括水電解制氫、煤炭氣化製氫、天然氣製氫、生物質氣化製氫、可再生能源製氫等。而煤制氫在所有的製氫領域是最便宜的,現時天然氣製氫成本約為每立方米兩元人民幣,而煤炭製氫的成本每立方米在零點八元人民幣左右,雙方的成本相差近兩成。而剛好中國的資源儲備是缺油少氣而相對富煤,中國作為煤炭大國,煤炭在一次性能源佔比達六成。不過,現時的發展過程中亦有不少挑戰,一是儲運上的難題,中國煤炭產地及煤化工產地都集中在三北地區,但能源消費基本集中在長三角、珠三角等經濟發達地區。而煤製氫不像天然氣已經建立了大規模的管道運輸體系,所以現在都是用車輛運輸,成本高,影響其競爭力。

二是煤製氫面臨碳排放處理的問題。其實目前已經有配套的技術方案可以解決,如碳捕捉與封存、IGCC等,國內也建設了相應的示範項目,但成本太高,尚不具備規模化推廣的條件。因此,相信中國還需政府更多支持,解決有關瓶頸問題,才能有望成為真正的氫能大國。

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