聚焦绿色能源 氢燃料电池是首选 化工产业助力上海新能源汽车产业生态优化完善

汽车产业是上海六大重点产业之一，近几年来，我国的新能源汽车生产呈爆发式增长，上海新能源汽车的增长尤为明显。2022年数据显示，上海全市汽车产量的近1/3 是新能源汽车，且产量同比增长56.9%，产值产量均创新高。在新能源汽车飞速发展的进程中，化工产业的加持，为新能源汽车装备了强劲的动力。

一、氢能燃料电”市场前景广阔

化工产业与新能源汽车产业密切相关，尤其是在新能源汽车动力方面，攻关新能源汽车的电池能源领域，既可助力汽车产业生态优化完善，又能服务汽车产业持续转型升级。新能源汽车包括电动汽车和燃料电池汽车，本文聚焦于上海积极发展氢能燃料电池汽车，作一粗浅阐述。

与通常的电动汽车相比较，燃料电池汽车（FCV）在动力方面的不同在于FCV 用的电力来自车载燃料电池装置，电动汽车所用的电力来自由电网充电的蓄电池，一般燃料电池汽车的动力更为强劲。

截至2021年年底，全球75%国家涉氢，20 多个国家出台氢能规划。根据2022年3 月我国印发的《氢能产业发展中长期规划（2021—2035年）》，未来国家将会重点推广氢燃料电池汽车，并建设一批加氢站，到2030年要求达成1 000 座加氢站的建设目标，预计到2025年，全国氢能源车辆保有量约为5 万辆。在世界版图中，中国的氢能源具有应用领域广（应用于燃料电池重卡、氢能示范城市、商用车示范等领域），市场大的优势，是加氢站建设速度最快的国家。中国氢燃料电池汽车正处于市场竞争的风口浪尖，是未来发展潜力最大的领域。

二、上海氢能燃料汽车发展情况

2019年，上海市提出建设世界级汽车产业中心计划，加快上海汽车产业向高端化、电动化、智能化、网联化发展。2022年5 月，上海印发《上海市氢能产业发展中长期规划（2022—2035年）》，勾勒出“南北两基地、东西三高地”产业空间布局。两基地指金山和宝山两个氢气制备和供应保障基地，三高地为临港、嘉定和青浦三个产业集聚发展高地。截至2022年10 月底，上海已累计推广燃料电池汽车（目前通常是指氢能汽车）约2 200 辆，上海规划建设加氢站接近100 座，形成产出规模近1 000 亿元，在交通领域带动二氧化碳减排5 万～10万t/a。目前，上海在制氢、储氢和商用等方面已形成了初步产业集群，并在全国多地布局打造氢能应用场景，抢占氢能产业新赛道。一批氢能汽车产业龙头企业正在上海崛起。

1 临港新片区是氢能源汽车主场景

据了解，上海临港新片区将成为上海南片区发展氢能源燃料汽车的主场景。临港新片区致力于建设国际氢能谷，在制氢加氢一体化站建设、绿色数据中心氢能利用等方面先行先试，在交通、能源、工业等领域打造一批典型示范应用。目前，已集聚上海申能临港氢能科技有限公司等相关企业20 多家，是国内氢能产业核心零部件自主创新最好的集聚地，形成了涵盖加氢站、电堆、双极板、膜电极、氢能源科技系统、氢能空压机、氢能储氢瓶、质子交换膜（PEM）电解槽、氢能汽车检测与整车制造等产业链。计划在2025年，产业规模突破200 亿元，占到全市的1/5；建设成为国际“氢能谷”，全球氢能产业创新策源地和高端制造地。

2 上海化工区是氢能源的策源地

临港氢燃料电池汽车的氢气主要来源于上海化工区的工业副产氢。作为炼化生产的副产品，以往通常直接排放或者作为其他化工原料，现在经提纯后达到车用氢气的标准，其附加值更高。随着氢燃料电池汽车保有量的增加，工业副产氢将不能完全满足今后的市场需求。2022年，申能集团旗下的申能能创能源发展有限公司、液化空气中国和上海化学工业区成立合资公司，建设上海最大规模的氢气充装中心，以满足未来日益增长的氢能需求。

3 绿氢将成燃料电池的重要氢源

据了解，并非所有的氢能都是低碳清洁能源，根据制备方式不同，氢通常分为灰氢、蓝氢和绿氢。灰氢是化石燃料燃烧过程中产生的氢气，在生产过程中会有二氧化碳等排放。蓝氢是将天然气通过蒸汽甲烷重整或自热蒸汽重整制成。若电解所应用的电力来源于光伏、风力等可再生能源，实现了氢能生产的全链条绿色闭环，则被称为绿氢。绿氢将被广泛应用于集中式发电、分布式发电、储能、交通等领域，还可解决可再生能源分布不均匀，储存难、运送难的痛点，成为我国能源体系耦合发展的关键环节。

4 可再生能源能源制氢是方向

我国已是世界上最大的制氢国，年制氢产量约3 300 万t，其中达到工业氢气质量标准的约1 200万t。从氢的来源看，我国工业副产氢工艺成熟、成本较低，近期仍将是主要氢源，但从长远发展看，可再生能源制氢规模潜力更大，更加清洁可持续，随着成本下降，将成为重要氢源。

目前，上海已率先开始布局氢能产业，申能能创围绕“车、站、气、运”氢能产业链开展投资布局，先后投资了包括瑞必科、浙江蓝能、氢晨科技、鲲华科技、氢蓝时代等在内的氢能行业领先企业。

其中，上海瑞必科拥有先进氢气提纯技术，可为燃料电池汽车提供高纯氢气；浙江蓝能是先进高压气体储运装备研发制造企业，在45 MPa 站用储氢瓶组、车载供氢系统等方面有较高的市场份额。同时，申能集团还在金山和奉贤区开展“上海市燃料电池汽车氢源保障基地”项目，旨在打造华东地区最大的车用氢源供应基地。

电堆是氢燃料电池汽车的“发动机”，但我国长期依赖进口，成本高昂，占氢燃料电池系统总成本的60%，严重制约了我国燃料电池汽车的研发和推广应用。为攻克燃料电池环节，上海氢晨已累计开发了基于H2 电堆技术的80，100，120和150 kW 4 款具有自主知识产权的车用燃料电池电堆，实现了批量交付，广泛应用于商用车、公交车、快速公交（BRT）和重卡等场景。上海氢晨还研制成功了H3 技术和单堆230 kW 的大功率电堆，是当前全球最大功率的燃料电池电堆，标志着我国燃料电池技术进入世界先进行列。

三、部分关键技术有待突破

我国氢能产业仍然处于发展初期，面临产业创新能力不强、技术装备水平不高、支撑产业发展滞后等诸多挑战，尤其是氢燃料电池系统及其关键零部件仍存在较强技术壁垒。

目前，全国各大省市均陆续出台氢能规划，上海的规划相较之下更注重科技引领作用，尤其重视氢能技术的示范应用。上海在氢能布局上更应重视科技创新，发挥科技和金融的优势，解决技术难题。

其中，电解水制氢技术难题亟待突破。目前，我国的氢气相当大比例来自化石能源重整制氢（灰氢），碳排放量比较高，国家的“双碳”目标决定了可再生能源电解水制氢是必行之路。

氢能的另一个难题在储运环节，目前业界普遍的观点是氢能运输超过200 km 不具备经济性。这个问题没有解决之前，氢能基本只能就地消化，才有商业可行性。为此，上海应加大可再生能源制氢技术的研发和分布式氢能利用商业模式的突破。分布式既解决新能源的消纳问题，也解决能源传输问题，比如海上风电机组产生的绿电，可以通过电解水制氢的方式而非电力形态运回陆地，这样可实现全流程零碳排放。