固態(tài)鋰電池和氫燃料電池的競(jìng)爭(zhēng)，新能源汽車發(fā)展該何去何從

一、發(fā)展新能源汽車產(chǎn)業(yè)勢(shì)在必行

隨著全球日益嚴(yán)重的能源危機(jī)，以及汽車排放引起的環(huán)境污染問(wèn)題逐漸得到世界各國(guó)的重視，新能源汽車已經(jīng)成為全球汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展重點(diǎn)。結(jié)合我國(guó)國(guó)情及汽車產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，基于我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、緩解環(huán)境壓力等三個(gè)方面的深層次戰(zhàn)略考量，發(fā)展新能源汽車已成為必然趨勢(shì)。

（一）扶持培養(yǎng)支柱型產(chǎn)業(yè)，助力我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)

汽車行業(yè)作為高技術(shù)含量、高附加值的戰(zhàn)略性、支柱型產(chǎn)業(yè)，市場(chǎng)格局的變化直接影響到我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的建設(shè)。在傳統(tǒng)汽車工業(yè)領(lǐng)域，我國(guó)因缺乏核心技術(shù)嚴(yán)重依賴進(jìn)口，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中喪失主動(dòng)地位。新能源汽車的出現(xiàn)顛覆了延續(xù)百年的傳統(tǒng)汽車概念，這對(duì)于我國(guó)可能成為改寫全球汽車產(chǎn)業(yè)格局的絕佳機(jī)會(huì)。目前，國(guó)內(nèi)新能源汽車技術(shù)與國(guó)外先進(jìn)水平差距在不斷縮小，已經(jīng)具備了一定的技術(shù)基礎(chǔ)和儲(chǔ)備，因此，新能源汽車將成為建設(shè)制造強(qiáng)國(guó)、進(jìn)行產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的載體。把握住新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)遇，是我國(guó)實(shí)現(xiàn)從汽車大國(guó)到汽車強(qiáng)國(guó)跨越的關(guān)鍵舉措。

（二）擺脫石油依賴，推動(dòng)國(guó)家能源結(jié)構(gòu)調(diào)整

石油作為戰(zhàn)略資源，對(duì)一個(gè)國(guó)家能源安全至關(guān)重要。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)對(duì)石油的需求量逐年攀升。2018年我國(guó)石油凈進(jìn)口量4.4億噸，對(duì)外依存度升至69.8%。從此層面來(lái)看，能源安全已成為國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的全局性、戰(zhàn)略性問(wèn)題，一旦石油進(jìn)口受到限制，我國(guó)將面臨重大的能源危機(jī)。因此，加快調(diào)整我國(guó)過(guò)度依賴石油能源向綠色多元發(fā)展轉(zhuǎn)變已迫在眉睫。據(jù)統(tǒng)計(jì)，汽車產(chǎn)業(yè)石油消費(fèi)量占據(jù)全國(guó)石油消耗總量的40%左右，且隨著汽車保有量的持續(xù)增長(zhǎng)，未來(lái)石油消耗量將進(jìn)一步提高。發(fā)展新能源汽車可以降低石油對(duì)外依賴，推動(dòng)我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，這不僅關(guān)系到我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，也事關(guān)國(guó)家能源安全。

（三）降低汽車尾氣排放量，減少環(huán)境危機(jī)

近年來(lái)汽車尾氣排放所造成的環(huán)境污染問(wèn)題愈發(fā)嚴(yán)重，從走可持續(xù)發(fā)展之路和保護(hù)地球生存環(huán)境的角度來(lái)審視，節(jié)能減排已成為時(shí)代發(fā)展必然趨勢(shì)。傳統(tǒng)燃油車的尾氣中含有大量有害氣體以及固體顆粒，嚴(yán)重威脅環(huán)境和人類健康。相對(duì)而言，新能源汽車可實(shí)現(xiàn)零排放并有效緩解環(huán)境危機(jī)。因此，布局新能源汽車產(chǎn)業(yè)對(duì)于改善生態(tài)環(huán)境具有重大意義。

二、新能源汽車動(dòng)力技術(shù)路線各有利弊，應(yīng)用領(lǐng)域各有側(cè)重

隨著固態(tài)鋰電池和氫燃料電池兩大技術(shù)的崛起，二者均已成為新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要技術(shù)路線。

（一）鋰電池產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)雄厚，但固態(tài)電池技術(shù)有待升級(jí)

固態(tài)鋰電池技術(shù)是目前車用動(dòng)力電池取得能量密度突破的重要方向。固態(tài)電池具備離子電導(dǎo)率高、機(jī)械強(qiáng)度高以及能量密度高等優(yōu)勢(shì)，受益于國(guó)內(nèi)鋰電池領(lǐng)域原有的技術(shù)積累和產(chǎn)業(yè)資源，可 實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)且成本較低。固態(tài)電池在安全性與能量密度方面具備很大潛力，但是還需開(kāi)展大量的研究工作改善電極/電解質(zhì)界面、固體電解質(zhì)加工以及化學(xué)穩(wěn)定性等問(wèn)題，彌補(bǔ)其低溫條件下續(xù)駛里程銳減、充電困難、溫控系統(tǒng)能效高等缺陷。

（二）氫燃料電池性能優(yōu)勢(shì)明顯，但核心技術(shù)缺失，配套建設(shè)不足

氫燃料電池作為另一個(gè)發(fā)展分支同樣深受業(yè)界推崇。氫燃料電池具有重量輕、壽命長(zhǎng)、能量密度高、補(bǔ)給時(shí)間短、續(xù)航里程更長(zhǎng)以及不受環(huán)境影響等特點(diǎn)。但其關(guān)鍵部件質(zhì)子交換膜、催化劑、雙極板等核心技術(shù)長(zhǎng)期被國(guó)外壟斷，嚴(yán)重制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展，而且國(guó)內(nèi)尚未形成制氫、儲(chǔ)氫、加氫充分配套的氫能生態(tài)鏈，氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不足，短期內(nèi)難以大范圍推廣。

（三）兩種動(dòng)力技術(shù)路線潛在應(yīng)用優(yōu)勢(shì)各有不同

國(guó)內(nèi)新能源汽車發(fā)展環(huán)境復(fù)雜，需求各異，固態(tài)鋰電池和氫燃料電池兩種技術(shù)路線擁有各自的優(yōu)勢(shì)和短板，面向?qū)嶋H應(yīng)用各顯潛力。

就能源分布、氣候、地域以及區(qū)域功能性差異來(lái)看，兩條技術(shù)路線分別有用武之地。首先，國(guó)內(nèi)煤礦資源分布不均，近50%的煤炭資源分布在華北地區(qū)，另有約30%的儲(chǔ)量在我國(guó)西北地區(qū)，而華東、西南等地區(qū)則少有煤炭資源。華北和西北地區(qū)電廠的多余產(chǎn)能可通過(guò)充電樁為固態(tài)鋰電池汽車提供動(dòng)力來(lái)源，達(dá)到燃油代替和提高電力利用率雙重效果；據(jù)統(tǒng)計(jì)2018年我國(guó)平均棄風(fēng)率為7%，主要集中在新疆、甘肅、西藏等地區(qū)，隨著制氫技術(shù)的發(fā)展，這些未被利用的資源可以轉(zhuǎn)化為氫氣，并以壓縮氣態(tài)儲(chǔ)氫、液化儲(chǔ)氫等方式儲(chǔ)存起來(lái)。因此當(dāng)?shù)刎S富的可再生能源為發(fā)展氫燃料電池汽車提供了得天獨(dú)厚的條件。其次，現(xiàn)有固態(tài)電池技術(shù)暫無(wú)法滿足東北等高寒地帶的應(yīng)用需求，而氫燃料電池可作為替代技術(shù)在這些地區(qū)優(yōu)先發(fā)展。再次，就地域條件而言，華東地區(qū)城市分布較為集中，發(fā)展迅速，用車數(shù)量持續(xù)上升且短途交通線密集，適宜發(fā)展固態(tài)鋰電池汽車。此外，港口加氫站集中布局難度相對(duì)較低，可針對(duì)停泊在港口的商用車進(jìn)行轉(zhuǎn)型，在港口布局氫能產(chǎn)業(yè)；高速公路等沿線服務(wù)區(qū)也便于設(shè)立油氫混合站，打造氫能城際高速，實(shí)現(xiàn)加氫站與加油站、加氣站和充電站多站合一的布局。

根據(jù)汽車種類及用途的不同，兩種技術(shù)也各有所長(zhǎng)。家用乘用車、公交車數(shù)量龐大，行程較短，更適合裝載高能量密度、小體積的固態(tài)鋰電池。而且相比氫燃料電池，固態(tài)鋰電池技術(shù)相對(duì)成熟，具備一定商業(yè)化基礎(chǔ)，可滿足乘用車及公交車的高需求量。商用車、物流車以及重型卡車需要充足的乘用空間和長(zhǎng)續(xù)航能力，裝載固態(tài)鋰電池，會(huì)占用空間并增加負(fù)重，而氫燃料電池本身質(zhì)輕，燃料借助外循環(huán)進(jìn)入車體提供動(dòng)力，在長(zhǎng)途、重載方面實(shí)為取代燃油動(dòng)力的首選。此外，加氫體系適合集中布局，與長(zhǎng)途、重載車集中存放的特點(diǎn)不謀而合，這可以大大提升加氫站利用的效率，降低維護(hù)成本。

三、發(fā)展建議

新能源汽車的產(chǎn)業(yè)布局關(guān)系到國(guó)內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)能否崛起，技術(shù)選擇偏頗易造成能源利用失衡、產(chǎn)業(yè)發(fā)展不科學(xué)、應(yīng)用效果不顯著的后果。因此，未來(lái)國(guó)內(nèi)新能源汽車動(dòng)力時(shí)代應(yīng)是一個(gè)兩強(qiáng)相存、齊頭并進(jìn)的雙輪前進(jìn)時(shí)代，為促進(jìn)我國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)均衡且全面發(fā)展，提出如下幾點(diǎn)建議。

（一）二者發(fā)展各有阻礙，應(yīng)對(duì)癥下藥，各有側(cè)重

固態(tài)鋰電池和氫燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨困境不同，需結(jié)合實(shí)際分布制定發(fā)展方案，合理完善布局。針對(duì)固態(tài)鋰電池汽車產(chǎn)業(yè)，第一，建議市政各部門協(xié)調(diào)配合，打通場(chǎng)地租用、電力部門審批等環(huán)節(jié)，打造一條龍公共快充充電樁建設(shè)流程，提高完善充電樁網(wǎng)絡(luò)效率；第二，借鑒國(guó)外發(fā)展經(jīng)驗(yàn)、從理論基礎(chǔ)、材料性能、產(chǎn)業(yè)化問(wèn)題的解決路徑乃至標(biāo)準(zhǔn)的制定，形成了一個(gè)產(chǎn)官研密切結(jié)合的強(qiáng)大聯(lián)盟，同時(shí)拉動(dòng)其他產(chǎn)業(yè)形成網(wǎng)狀發(fā)展；第三，依靠相對(duì)成熟的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)，抓住短期的經(jīng)濟(jì)效益，提升我國(guó)固態(tài)鋰電池汽車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

針對(duì)氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)，首先，建議全面重視關(guān)鍵組件核心技術(shù)的研發(fā)與突破，建立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系，擺脫進(jìn)口依賴和受制于人的現(xiàn)狀；其次，建議制定氫氣以及加氫站相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范加氫站建設(shè)審批規(guī)則，完善加氫站建站標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)、政策體系，明確管理部門；再次，發(fā)展制氫技術(shù)，需降低成本，從源頭為氫燃料電池應(yīng)用保駕續(xù)航；此外，重點(diǎn)加強(qiáng)加氫站建設(shè)，并完善配套措施，逐步建立和完善國(guó)內(nèi)氫能生態(tài)系統(tǒng)。

（二）因勢(shì)利導(dǎo)，各顯神通，走中國(guó)特色新能源汽車應(yīng)用路線

我國(guó)各地區(qū)能源分布、氣候和地理?xiàng)l件也不盡相同，應(yīng)根據(jù)各地特色發(fā)展現(xiàn)階段最適宜當(dāng)?shù)氐男履茉醇夹g(shù)。同時(shí)要在應(yīng)用層面上發(fā)揮技術(shù)本身的優(yōu)勢(shì)，規(guī)避技術(shù)缺陷帶來(lái)的劣勢(shì)。我國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)應(yīng)根據(jù)國(guó)情、國(guó)力、自然環(huán)境等，走特色應(yīng)用路線，杜絕統(tǒng)一效仿和復(fù)制。抓住地域特色，做到物盡其用，為兩種技術(shù)創(chuàng)造應(yīng)用平臺(tái)，有的放矢地布局新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線。

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