燃料电池汽车与煤制的发展现状与前景

　　能源需求激增与供给不足之间的矛盾日益突出，严重制约我国经济社会的进一步发展。

　　随着经济的快速增长以及社会的不断进步，我国在能源方面面临的挑战日益严峻，能源需求激增与供给不足之间的矛盾日益突出，严重制约我国经济社会的进一步发展。在这种背景下，开发利用新能源成为解决我国能源供需矛盾、实现可持续发展的有效途径。在诸多可供选择的新能源技术中，燃料电池汽车以及煤制油能够充分利用我国相对丰裕的煤炭资源，符合我国贫油、少气、多煤的能源禀赋特征，因此得到了更多的关注。

　　发展现状

　　在诸多新能源技术中，燃料电池汽车以其环境污染小与能源效率高等特征备受青睐，各国政府纷纷扩大资金投入，增强研发力量，通过政府采购、税收减免、加速折旧、宣传推广等多项措施加快燃料电池汽车技术研发与商业化进程。我国也较早开始相关技术的研究工作。在“十五”、“十一五”期间，科技部分别启动了国家863电动汽车重大专项、国家863节能与新能源汽车重大项目，迄今为止共投入科研资金10亿多元。1998年，清华大学研制出中国第一辆燃料电池汽车，其燃料电池由北京富源燃料电池公司提供；1999年北京富源燃料电池公司与清华大学合作开发出燃料电池乘用车；2001年，北京绿能公司与清华大学和北京工业学院合作，研制出以燃料电池为动力的出租车、客车和12个座位的公共汽车；2004年，国家甲醇燃料汽车示范工程在长治正式启动并通过了国家验收；2005年，上海神力科技有限公司研制的绿色燃料电池游览车投入试运，总行驶里程达1.2万公里，无故障运行时间达2000 小时；2006年，由同济大学等单位共同研发“超越三号”燃料电池轿车在第八届“比比登清洁能源汽车挑战赛”中表现抢眼，四项比赛评分均为“A”，并在两个单项比赛中获得第一，标志着我国燃料电池汽车技术已经处于国际先进水平。

　　在燃料电池汽车的实际应用方面，我国于2003年与2007年分别启动了两期燃料电池公共汽车商业化示范项目。其中，在上海开展的中国燃料电池商业化二期示范项目通过国际化招标方式，采购3~6辆适合上海城市公交状况的燃料电池公共汽车，进行为期二年的示范运行，累计行驶里程不少于15万公里，采集示范运行时的燃料电池汽车及氢气加注站的相关数据，不断积累经验，促进技术提升。

　　在煤制油方面，从上世纪90年代开始，中国煤炭科学研究院、神华集团、中科院山西煤炭化学研究所、兖矿集团等企业或科研单位陆续研发煤制油技术。2002年，国家批准神华直接液化可行性研究报告，并将其列入国家863计划，由神华集团、中国煤炭科学研究总院等四家机构共同开发拥有自主知识产权的煤直接液化技术。2005年，神华集团宣布突破核心技术，迈出了向产业化发展的关键一步。但这并不等于我国煤制油技术已经成熟，国内煤制油技术仍处于试验阶段。

　　在实际应用方面，与燃料电池汽车的顺利发展相比，煤制油则几经波折。2004年8月，神华煤直接液化示范工程开工建设，目前，百万吨能力生产线已经建成，正在进行设备调试，预计不久后投产，年产油品100万吨，这将是世界上第一个煤直接液化工业化项目。但是，在国际高油价的推动下，一些地方政府争相规划煤制油项目，出于对这一状况的担忧，2006年7月，国家发改委下发《关于加强煤化工项目建设管理、促进产业健康发展的通知》，提出在煤化工产业发展规划编制完成之前，暂停所有煤化工项目审批；鼓励企业采用拥有自主知识产权的先进技术；一般不应批准年产规模在300万吨以下的煤制油项目。2008年4月7日，具有自主知识产权的中温煤焦油轻质化项目生产出合格油品，预计年产油品46.5万吨、液化气2.9万吨、石油焦7万吨。2008年9月4日，发改委又发出《关于加强煤制油项目管理有关问题的通知》，认为“我国煤制油仍处于示范工程建设阶段，不能一哄而起、全面铺开”，宣布除了神华集团公司煤直接液化项目以及其与南非沙索公司合作的宁夏宁东煤间接液化项目(在获得批准前不能擅自动工)之外，其他煤制油项目一律停止实施。

　　存在的问题

　　燃料电池汽车技术已经比较成熟，但是，由于成本较高、相关配套设施及技术人才缺乏，燃料电池汽车大规模产业化尚需时日。这些制约因素在氢源燃料电池汽车上表现得尤为明显。首先，由于要使用贵金属铂，氢源燃料电池汽车费用较高，目前每辆氢源燃料电池汽车的成本一般在100~200万美元；其次，由于使用燃料的特殊性，氢源燃料电池汽车需要氢站等配套设施，同时，如何提高氢站安全性、降低制氢成本也是应当考虑的问题；最后，我国在电池燃料汽车方面的专业人才还比较缺乏，如何培养一批诸如氢站运作人员、维修人员的技术人才还需要进一步探索。

　　与燃料电池汽车相比，煤制油存在的问题更多。首先是技术风险较大。神华集团的直接液化技术到目前为止还没有正式投入生产，而其与南非萨索尔公司合作的间接液化技术也仅停留在探索阶段。即便是在国际上，尽管美国、日本与德国的技术已经比较成熟，大规模商业化发展的只有南非萨索尔一家企业。其次是资源利用率较低。资料显示，每生产1吨煤制油需要消耗3～5吨煤，如果按照石油与标准煤的热当量比测算，这意味着，在煤间接液化制油过程中，煤的热能利用率只有28.6%，即便是采用煤直接液化制油，煤热能利用率也仅仅为47.6%。同时，煤制油还需要大量消耗水资源，每生产1吨油需要5～7吨水，如果再考虑到我国煤炭资源与水资源的逆向分布性，煤制油消耗的资源将会更多，资源使用率也更低。再次是投入资金巨大。煤制油是一项技术集成度很高的项目，据专家估计，年产300万吨煤制油项目的规划需要投资500多亿，由此推算，年产100万吨的项目至少需要投资160~170个亿。最后是环境污染较为严重。在煤制油的过程中会产生大量废渣、废水与废气。据估计，年产100万吨的项目每年将产生50万吨废渣、2000～3000万吨生产生活污水以及大量含硫工业废气，如果这些废渣、废水与废气不能得到妥善处置，将会给当地的生态环境带来严重危害。

　　投资前景

　　目前，石油短缺已成为各国家经济发展面临的主要难题。对于我国而言，石油短缺问题更为严峻。自1993年成为石油净进口国以来，我国石油进口量迅速增长，2003年突破1亿吨，2007年突破2亿吨。中国已成为世界第二大能源消费国，据国际能源机构(IEA)预测，到2030年，中国石油(11.98,0.32,2.74%)消耗量的80%需要依靠进口。我国石油供需之间的巨大缺口为燃料电池汽车与煤制油的发展提供了可能性。

　　由于技术较为成熟、能源利用效率较高、环境污染较小，燃料电池汽车在我国大规模发展的可能性更容易转变为现实。同时，一系列政策的出台也为燃料电池汽车的产业化和商业化提供了重要保障，有利于规范燃料电池汽车行业，促进该行业持续健康发展。2006年3月，燃料电池汽车国家标准编制前期研讨工作启动，包括《燃料电池汽车整车术语》和《燃料电池汽车整车安全要求》的两项基础性标准将于今年完成。2007年11月，国家发改委出台《新能源汽车生产准入管理规则》，使包括燃料电池汽车在内的新能源汽车生产准入有章可循。2008年北京奥运会与2010年上海世博会则为燃料电池汽车的发展提供了难得的机遇。据报道，在不久前结束的北京奥运会上，有595辆新能源汽车参与奥运车队，其中包括20辆燃料电池轿车，同时有5辆燃料电池大客车进行了示范运行。上海则计划为2010年世博会提供上千辆氢燃料电池车，在世博园区内实现公共交通零排放，这将为中国发展燃料电池汽车带来前所未有的发展机遇。

　　在具体的区位选择上，华北山东地区被认为是发展甲醇燃料电池汽车的最佳地区，这是因为：首先，该地区人口众多，交通便利，公路和高速公路多；其次，该地区汽车保有量和年新增汽车分别为400万辆与60万辆，约占全国30%，今后5年可能分别增长至700万和100万辆左右，是全国最集中的汽车使用区；最后，山西和山东是重要的甲醇生产基地，而且，在目前成熟的甲醇合成方案中，经济性最好的3种甲醇合成所需的资源在山西几乎都能找到。另外，山西省政府还制定了一系列产业政策，推进甲醇燃料的使用以及甲醇汽车的产业化与商业化。

　　与燃料电池汽车相比，煤制油在我国石油短缺形势下实现大规模产业化发展的现实性要小得多。正如上文提到的，煤制油存在技术风险较大、资源利用率较低、投入资金巨大、环境污染较为严重等问题。进一步看，煤制油仅仅是将一种稀缺能源煤转化为另一种稀缺能源石油，而且，我国煤炭资源丰富仅仅是相对石油而言的，从人均探明储量来看，我国只有世界人均水平的70%。即便是人们经常津津乐道的经济性(国际油价若高于40美元/桶，煤制油将有利可图)，也由于煤炭价格的不断上涨以及国际石油价格的剧烈波动而充满不确定性。因此，煤制油在一定时期内无法直接有效地解决能源短缺问题，而更适于作为一种战略储备，其大规模产业化前景还有待于进一步观察。