“氢热”大潮下燃料电池车发展引关注

罗克研

氢能作为零排放、可再生的纯绿色能源，是解决能源资源危机和环境危机的最佳途径之一。近几年，全球氢能源发展加速，国内持续加大氢气新能源在交通领域的研发和投入，各地也正积极加快氢燃料电池汽车的推广，并寻求廉价的氢气能源。

在世界范围内，日本和韩国是氢能领域领先的国家。其中，日本从国家战略层面推动氢能发展，并制定了《氢能及燃料电池战略规划路线图》，详细规划了实现氢能社会的技术路径。

2019年，“推动加氢设施建设”首次被写入我国政府工作报告，这使氢燃料电池汽车发展驶入“快速通道”。在去年底发布的《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》征求意见稿也增加了“合理布局加氢基础设施，推进氢燃料供给保障体系”的重点内容。根据产业规划，2030年氢能产业将成为我国新的经济增长点和新能源战略的重要组成部分。

在燃料电池车应用方面，与日本和韩国不同，中国选择优先发展燃料电池商用车。中国汽车工程学会去年11月公布的数据显示，中国燃料电池汽车累计产量4525辆，其中，物流车和客车数量占比98%共4445辆，累计运行里程160万公里。

按照《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书》提出的目标，到2020年，中国燃料电池车辆要达到1万辆、加氢站数量100座，行业总产值3000亿元;到2030年，燃料电池车辆保有量要“撞线”200万，加氢站数量1000座，产业产值将突破10000亿元。

据悉，2019年我国燃料电池汽车保有量或达5000辆，上海、佛山、张家口等先行城市的示范运行力度持续加大，规划出千辆级示范目标;济南、成都、武汉等新一批城市启动了燃料电池汽车示范运营。

“仅2019年，就有超过15个市区发布了氢燃料电池汽车产业的扶持政策。”中国电子节能技术协会产业研究部研究员田泽普表示，不少城市错过了锂电池的发展机遇，不想错过这一轮“氢”热。

近日，由中车青岛四方机车车辆股份有限公司研制的氢能源有轨电车在佛山高明载客开跑，这标志着世界首条氢能源有轨电车正式投入商业运营，我国现代有轨电车正式驶入“氢时代”。该车最高运行时速70公里，采用3节编组，最多可载客350人。

据悉，该示范线是我国首个以氢能源为动力的有轨电车项目，也是世界首条商业运营氢能源有轨电车线路。

发展氢能产业不能一味“占坑”

前不久，在北京举行的“2019氢能制备、储运与燃料电池产业发展交流大会”上，清华大学教授张剑波直言“规划雷同问题不容忽视。”地方发展规划大同小异，缺少差异化思想。目前，多地正“大干快上”发展氢能，策略上都偏爱汽车示范运营，做“氢岛”“氢谷”。但氢燃料电池汽车的销量目前远不能让人满意。中汽协的数据显示，2019年前11个月，我国氢燃料电池汽车的销量仅为1337辆。

张剑波表示，我国氢燃料电池汽车技术与国外相比还有较大差距。“具体而言，商用车电堆上，外企产品的耐久性已经达到2.5万小时，国内现在有超过1万小时的，但还缺少数据验证。乘用车方面，日本丰田的电堆功率已经达到110千瓦，而我國电堆功率还集中在50千瓦，还需进一步开发;国产膜电极、催化剂以样品展示为主，还不能实现量产;空气机还没有代表性的企业，处于空白。”张剑波进一步指出，“大家都集中在下游整车领域，而上游空虚，氢罐、加氢站环节薄弱。”

据了解，目前全国已有20多个省区市发布了氢能产业发展规划，规划的氢燃料电池总堆超过1500兆瓦，燃料电池汽车产能总计超万辆。

“规划的产能那么多，能真正获得投资、实现量产的绝对没有那么多，现在是一哄而上去‘占坑。”中国电子节能技术协会产业研究部研究员田泽普表示，氢燃料电池汽车涉及到全产业链的变革，行业需有一个稳步提升的过程，不会出现电动汽车那样爆发式的增长。“氢气的来源、纯化、运输、加注以及加氢站的匹配，每个工程都需要时间，需要持久的关注和投入。”田泽普说。

在核心技术性能上，田泽普表示，近年来在补贴和相关政策鼓励下，燃料电池整体电堆功率不断提高，2019年50kW、60kW已逐渐成为主流。未来，大功率的稳定性、一致性将成为技术重点方向，若干电堆并联将成为新的探索。此外，模块化生产特别是工艺提升及自动化产线的加入将带动燃料电池成本的下降。

记者了解到，开展燃料电池汽车示范运行城市的车用氢气价格约为60—80元/千克，个别地区甚至在100元/千克以上，价格高昂。不考虑补贴因素，目前建设一座日加氢500千克的加氢站成本在900万元左右，而日加氢1000千克级的加氢站建设成本则高达1300万元。截至目前，新的燃料电池汽车补贴政策尚未出台。

氢能燃料车的机遇与挑战

1月8日，2019中国汽车影响力论坛暨《中国氢能产业政策研究》成果发布会上，中国科学技术协会主席万钢认为，脱碳加氢和清洁高效是能源科技进步的大趋势，氢能和燃料电池技术正成为全球能源技术革命的一个重要方向和各国未来能源战略的重要组成部分，应积极探索中国特色氢能和燃料电池产业发展道路，坚持战略引领，坚持创新驱动，加快产业布局，坚持市场导向，坚持标准先行，扩大国际合作，推进氢能和燃料电池产业高质量发展。

在随后召开的中国电动汽车百人论坛（2020）会上，中国科学技术协会主席万钢建议，国家把氢能纳入国家队能源战略体系，明确氢能在能源体系当中的定位，特别是要开发氢能和水电、风电、光伏发电互相补充的全套体系。

在此次中国电动汽车百人会氢能与可再生能源论坛（2020）会上，北京亿华通科技股份有限公司、北京汽车集团有限公司、北京-清华工业开发研究院、中国船舶重工集团公司第七一八研究所、中国汽车技术研究中心有限公司、中国长江三峡集团有限公司、河北省国控投资管理有限公司、张家口市氢能与可再生能源研究院等8家单位共同签署了氢能战略合作框架协议，并成立国创氢能产业创新联盟。

根据协议，各方将在《国家产业创新中心建设工作指引（试行）》政策引导下，在氢能这一战略性领域组建产业创新中心，围绕制氢、储运加注、燃料电池、应用示范和产业集聚发展、创新体系建设、标准体系建设等多个方面，服务关键共性技术，推动氢能产业链联合技术攻关，加快氢能产业布局，构筑氢能全产业链生态体系，发展绿色经济，促进能源结构调整，加强环境友好型和资源节约型社会建设。

据悉，国创氢能产业创新联盟将集中攻关氢能产业“卡脖子”技术难点，促进科技成果转化，育成新产业、培育新动能。在联合攻关的同时，将引导氢能产业在空间布局上趋于集中，功能上趋向集聚，定位上互补发展，集中突破产业薄弱环节，打造涵盖氢能装备、燃料电池和整车生产全链条产业。

中国科学院院士、中国电动汽车百人会副理事长欧阳明高在中国电动汽车百人会论坛（2020）上谈到了目前氢燃料的瓶颈。

欧阳明高指出，鉴于多种技术路线呈现你追我赶的态势，氢燃料电池技术必须要脱颖而出，必须在2035年达到目标百万量，这是窗口期。如果到2035年达不到这个目标是有风险的。

“氢燃料电池要面临三大瓶颈，车载储氢有瓶颈，成本、体积，还有加氢站的瓶颈。量不够，我们到2035年怎么也得要5000座加氢站，燃料电池经济性必须降到30元/kW以内，如果基于当时可再生能源电价0.15元/kWh，风电、光伏，是可以做到的，这就期待可再生能源电价的下降，现在可再生能源电价最低在0.24元/kWh。”

欧阳明高认为，氢供应总量反而不是瓶颈，但是今年能源行业炒的一塌糊涂的就是什么来源、技术路线，实际车用量不大，2025年大概平均30万吨，2035年300万吨，这个并不大。所以面向汽车应用的氢能战略要简化、要聚焦，那就是绿氢。（从分类上看，氢分为绿氢、蓝氢和灰氢。国际公认绿氢最为干净，即通过来源于风能和太阳能的可再生能源电解水制取，突出特点是不排放碳，但受制于发电成本）

据悉，2020年日本东京奥运会的运动员村5000多户住宅和街区的商业设施全部采用氢能燃料电池，这是日本首次在新式街區大范围推广使用氢能源。

而在两年后的2022冬奥会，张家口将以绿色氢能创新力，在奥运场馆电力和热能供应方面，在奥林匹克中心和其他赛场用电方面，全部采用可再生能源，为2022年绿色冬奥会注入浓墨重彩的一笔。