对氢燃料电池公交车市场需求的研究①

姜扬

摘要：氢燃料电池公交车日益受到政策的支持和整车企业和零部件厂商的关注与青睐，得力于其独特的工作原理，使它具有了安全、清洁可再生、能量转化率高、充电时简短续航里程长等优势，未来发展的市场广阔。但是，在氢燃料电池公交车的发展中也遇到了氢存储困难、加氢站建设成本高昂等瓶颈，导致氢燃料电池公交车仍处于试运行和小范围应用中。

关键词：氢燃料电池;公交车;市场需求;

市场需求决定供应，也决定了商品的发展方向。在公交车领域也是同样的道理，随着国家对节能减排和绿色环保的提倡，陆续出台了众多最新能源产品应用的支持政策，其中包括新能源公交车的支持。新能源公交车作为人们日常出行的重要工具，是提高健康、绿色生活的重要组成部分，因此以新能源公交车替代传统燃油公交车的市场基础广大，发展前景利好。公交车市场的发展经历了从传统燃油公交车到混合动力公交车再到新能源公交车以及代表最新技术的氢燃料电池公交车的演变过程，它的每次发展、变革都反映着技术水平的革新和公交车市场更迭的召唤。现阶段公交车普遍应用的主要动力来源，按照其发展进程依次是锰酸锂电池的新能源公交车，磷酸铁锂电池的新能源公交车，钛酸锂电池的新能源公交车和处于试运行中的氢燃料电池公交车。各种动力来源的新能源公交车，经过实践的检验，其优缺点日益突出。其中氢燃料电池因其更清洁、更安全、更便捷、更舒适的卓越性能，成为了最受行业关注和青睐的动力来源，预期的市场非常广阔，也被称为是21世纪最具潜力的新兴能源。

要探索氢燃料电池的市场发展前景，首先要明确氢燃料电池发展历程、工作原理以及它受到公交车市场青睐的理由。

一、氢燃料电池公交车的市场发展历程

早在1939年英国William Robert Grove进行水的电解实验时，得出水分解为氢气和氧气，由此想到其逆反应，使氢气和氧气反应就有可能产生电。为了进一步验证这个想法，确定这个逆反应是否会带来电，他利用化学反应过程，确凿这一猜想，同时也生成了全世界公认的第一个氢燃料电池。

在我国氢燃料电池车的应用也是由来许久，在2008年北京奥运会和2010 年上海世博会上，氢燃料电池公交车就曾活跃在这两个城市的街道上。近年来，国家大力发展新能源汽车，氢燃料电池车的商业化也得到了政策的大力支持，国家2020年前对燃料电池汽车补贴不退坡，同时各地政府也大力支持氢燃料电池市场的发展，燃料电池技术快速进步，整车成本不断下降，我国燃料电池汽车市场的热度正逐渐增高。中国石油、中国石化等大型能源企业也在积极布局气源及加氢站基础设施建设。福田、宇通、飞驰、申龙、银隆等整车企业已经走在燃料电池汽车开发的前列，部分样车已上国家公告。广东佛山、云浮、深圳，江苏如皋、盐城、苏州，浙江安吉，辽宁抚顺，四川成都，河南郑州，河北张家口，山西大同等多个城市纷纷试运行氢燃料电池公交线路，我国的“氢能社会”已初见雏形。以河北张家口为例，在今年的6月12日，河北张家口发布了《氢能张家口 建设规划（2019-2035）》，規划到2021年，累计推广各类氢燃料电池车1500 辆。 其中公交车累计推广1000辆。 张家口目前已建成2座加氢站，规划在2019年增建5座，达成2020年累计建成加氢站21座。氢燃料电池在各城市公交车市场的发展和预期可见一斑。

二、氢燃料电池公交车的工作原理

氢燃料电池会受到公交车市场的高度接受和青睐，正因为其特有的工作原理。氢燃料电池的工作原理简单说就是利用氢气等燃料和空气中的氧在催化剂的作用下，在电池中经电化学反应产生电能来对汽车进行驱动。氢燃料电池氧化还原反应的过程，实质上也就是电解水的逆过程，并不涉及到燃烧等有危险的过程，并且唯一的产物是可以循环利用的水资源，因此氢燃料电池符合绝对安全和清洁环保的服务宗旨，成为新能源开发、利用领域的新宠，是新能源公交车市场乃至汽车领域市场的终极研究目标。因此，氢燃料电池在公交车市场上的需求得到满足后，可以迅速普及到乘用车市场。

三、氢燃料电池公交车的市场需求理由

（一）市场第一需求：安全

从前文的工作原理中，我们提到氢燃料电池的工作原理中并不设计燃烧等有危险的过程，因此我们可以判断以氢燃料作为动力来源的新能源公交车是绝对安全的。安全是公交车市场对投入运行的公交车的基本要求，也是给乘坐人的基本保障，是以人为本的基本理念的体现。

（二）市场第二需求：清洁并可再生

氢燃料在运行中是氢气和氧气的电化学反应过程，唯一生成物是可循环利用的水资源。因此氢燃料电池的原料不仅来源广泛而且是可再生能源，这是非常符合绿色环保、节能清洁的市场需求的。

（三）市场第三需求：电池能量转换率高

氢燃料电池在工作中由化学能转化为电能，其技术一旦成熟，其能量转换效率可高达60～80%，为传统燃油内燃机的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍，这样的转化率不仅大大减低了不可再生资源的消耗，也增加了人们生活环境的改善，提高了人们的生活质量。在这一需求点上，是一举多得，是氢燃料电池得宠于公交车市场的重要因素—降低成本。

（四）市场第四需求：加氢时间短续航里程长

氢燃料电池公交车加氢4分钟，可续航300公里左右 ，加氢10分钟，可续航500公里左右。相对国内其他纯电动汽车是具有优势的。新能源公交车线路固定，一般每日1次加氢即可满足当日公交系统的行程要求，大大降低了时间成本，因此从长远来看，氢燃料电池是公交车市场应用的终极解决方案。

以上四点是公交车市场对投入运行产品的基本需求，在这四方面氢燃料电池不仅能满足，而且能高质量的满足，这大大的增加氢燃料电池的市场竞争力。但也面临着亟待解决的两个问题。

四、氢燃料公交车市场需求阻碍

（一）市场需求待满足之一：纯氢的供应和储存困难

直接供氢的FCEV推广普及的关键是纯氢的供应和储存，虽然氢燃料电池不在燃烧密度范围内，是非常安全的新能源公交车动力来源，但用于氢燃料电池成分的氢气，因其体积能量密度较低，遇明火易燃烧，具有一定的安全隐患。因此，氢气的存储对温度、环境的洁净度要求非常高，导致其存储异常困难。

（二）市场需求待满足之二：加氢站建设缓慢

为了保证直接供氢的FCEV用氢的需要，必须建造加氢站，这就增大了直接供氢的FCEV早日量产、普及的难度。当前我们的加氢站规模小，且无法按照国际标准实现3-5分钟快速加氢，达不到商业化运营标准，压缩机、加氢机等关键设备选型上受制于成本，追求低价，不能满足长期可靠的运营要求。因此，加氢站的高昂成本在一定程度上延缓了基础设施的建设速度。目前全国运营的加氢站只有不到100座，氢燃料电池应用在公交车市场的大环境亟待优化。

五、解决办法

氢燃料电池在公交车市场上的发展是大势所趋，但发展道路上也受到了氢存储困难，加氢站建设成本高昂等问题的制约，对此这里也有几点建议：

（一）对于氢存储困难：氢燃料电池公交车的氢存储场所与公交总站应分开一段距离，在此基础上，存储设备要增设多重关闭阀门并在每层阀门处配置高精密的检测仪，这样一旦检测到有阀门泄漏或者管道泄漏则自动关闭所有阀门并报警。这样就杜绝了泄漏的氢气与氧气的接触，预防了自燃或爆炸的可能，也知悉工作人员尽快对泄漏的氢气进行处理。同时，为了多重保险，氢气存储场所必须严谨一切明火，并确保附近环境清洁、通风。

（二）对于加氢站成本高昂：氢燃料电池的公交车加氢站与家用乘用车的加氢站不同，家用乘用车的加氢站完全可以依附中石油、中石化的成熟网点进行扩建加氢，但这并不能满足氢燃料电池公交车的加氢需求，毕竟公交车的运行有其固定的线路。也正因此，氢燃料公交车的加氢站建设和推广更具有可预见性。目前国内的新能源公交车发展正处于纯电动公交车替代传统燃油车阶段，这并不阻碍氢燃料电池公交车是公交车发展和追求的终极目标，恰好为氢燃料电池公交车的商业化争取了时间。成本高，来源于技术瓶颈在现阶段还不能解决，因此，降低加氢站建造成本的第一要务就是加大研究院、高校和企业的协作，争取技术突破。

（三）此外，一个不能忽视的问题是一旦氢燃料电池公交车量产后，替换下来的并未到报废期的纯电动公交车甚至是传统燃油公交车该何去何从。对此，建议以出口的方式对替换下来的公交车进行消化和处理。东南亚国家与我国南部边界毗邻，其经济发展水平与我国仍有一定的差距，这种差距体现在方方面面包括公交车领域的发展上。因此，将替换下来的公交车妥善的出口给东南亚国家或者非洲各國，那么既为东南亚国家和非洲各国的日常出行带来了先进的技术和设备，同时也缓解了我国对被替换公交车的处置压力，所以出口是处置被替换公交车的一剂良方。

六、结语

综上所述，公交车市场对氢燃料电池的需求和渴望是毋庸置疑的，其发展、普及就像历史的车轮，滚滚而来，势不可挡。即使发展过程遇到诸多阻碍，但因其市场前景广阔，应用利好于资源节约、科学环保等方面，得到国家政策的大力扶持和相关企业在技术上的积极探索与突破。建立在氢燃料电池为动力来源的公交车市场的发展水平，不仅代表着国内汽车领域的动力技术水平，同时也是综合国力的象征。目前国外各国也在积极寻找、探索氢燃料电池的最佳存储和应用之道，可以说在此方面我国仍处于领先之列。基于我国人口众多，能源消耗需求大的基本国情，氢燃料电池的早日普及和应用对我们更是意义重大。因此，我们要坚持氢燃料电池的技术创新不动摇，坚持氢燃料电池满足公交车市场需求不动摇，坚持公交车市场的发展上水平持续领先不动摇。

参考文献：

1.林晨.氢燃料电池如何抢占公交车市场[J].中国石油报，2018，10，004.

2.商讯.张家口发布氢能规划[J].商用汽车，2019，06，15.