氫燃料電池汽車的產業化發展研究

高鵬然

（深圳市雄韜電源科技股份有限公司，廣東深圳 518120）

1 國內外氫能和燃料電池的政策

1）日本：2014年日本經濟產業省發布了《氫能與燃料電池戰略路線圖》，制定了名為三步走的發展計劃。日本在研發、示范和車輛補貼方面表現出了對氫能和燃料電池巨大的支持。在研發方面，日本經產省曾經在2017年對研發燃料電池的研發作業上投資共129億日元。示范方面，從2017年開始，日本政府擴大了燃料電池的試用范圍，由原本的局限于家庭應用轉變成供給商業和工業用。

2）歐洲：為了盡快將氫能這一新興能源投入交通中，歐洲一直持續支持氫能和燃料電池的產業發展。將氫能看做能源系統的重要組成部分的政策文件在歐盟2016年的《可再生能源指令》中被提出。在2020年實現氫能和燃料電池普及到交通應用中是他們正在推進的《燃料電池和氫能實施計劃》中的重頭戲。

3）美國：氫能和燃料電池的支持政策因為美國總統特朗普的上臺而出現了劇烈波動，美國2015年發布的《2015年美國燃料電池和氫能技術報告》中肯定地表述了未來氫能市場的恢弘前景，并決定大力發展氫能燃料技術，支持燃料電池和氫燃料汽車的稅收減免，并廣泛在工廠和居民區投入這項技術，安裝燃料電池發電系統，美國聯邦盧工規劃的“國家替代燃料與充電網絡”中以55座加氫站作為節點連接美國境內35個州，構成“氫能網絡”。

4）我國《十三五戰略性新興產業發展規劃》、《中國制造2025》等相關政策中明確了氫能和燃料電池的舉足輕重，將其規劃為戰略性能源開發項目，重點扶持氫能燃料汽車的研究項目。2016年，工信部發表《節能與新能源汽車技術路線圖》表示要在2020年特定公共地域試運行5 000輛氫燃料汽車，建成300座加氫站，2025年時則要提升到50 000輛進行試運行，2030年實現全民氫燃料汽車普及化，建成1 000座加氫站。氫燃料電池汽車在財政上的支持也是相當給力的，這種新能源汽車幾乎是補貼金額最高的重點補貼對象。

2 氫燃料電池汽車的發展趨勢

1）試運行

豐田Mirai 在2014年12月上市了一款以氫燃料為能源的新能源動力車，這意味著氫能源燃料在技術上已經可以實現，氫燃料電池車的時代即將來臨，商品化普及的時間已經可期。2016 年，氫燃料電池車在全球銷售量高達2 312 輛，增幅了225%，豐田Mirai、本田Clarity、現代ix35FC 殺出重圍，拔得氫燃料電池車銷售量的頭彩。

上汽集團是國內投入燃料電池汽車的主堅力量，開拓出四代氫燃料電池轎車的型號，上汽汽車在氫燃料動力和續航能力已經取得重要突破，規范運行車輛有81輛。2014年的“新能源萬里游”中部分氫能源汽車與其他汽車一樣參與了全國巡游，通過由各種地形、海拔氣溫組成的10 000km 的實際路試，表現良好。

十三五前，國內的上汽、北汽福田等企業就已經開始在自主研發相關整車產品，2008年的奧運，2010年的上海世博會，2010年的新加坡青奧會，都有出色的表現，證明燃料電池車的確具有與普通能源車相當的可靠性。

十三五之后，更多的商用車企業開始涉足這一領域，近年來，已經具備一定的生產能力，據統計，2017年22款來自于10家車企所研發的燃料電池商用車被選入當年新發布的推薦目錄。最多的車型是城市客車。

2）關鍵零部件和材料

商用車的氫燃料系統仍舊沒有突破技術限制，采用金屬雙極板無疑會讓電池驅動的功率再提升一大截，但目前普遍采用的仍舊是石墨板或復合板，雖然石墨板和復合板的性能近年來逐步提高，但仍舊在功率上低于金屬雙極板。國產電堆的使用壽命遠遠低于國外電堆，只有幾千小時，而國外電堆已經達到上萬小時，中國在氫燃料電池關鍵材料和零部件的技術水平仍舊需要加強，與國外技術相比還存在一定差異，沒有配套能力的企業支撐，少數昂貴的進口材料也大多被國外企業壟斷，所以目前我國只能小規模地推廣應用這類氫燃料電池汽車。

3 氫燃料汽車發展存在的問題

1）產業鏈建設不完善

我國的氫燃料電池汽車已具備初步形態，但部分材料上的量化生產和技術攻克仍舊存在一定問題，我國企業仍不具備批量生產質子交換機、空壓機、氫噴射磊等關鍵部件，只能通過外國進口，但是國外進口的價格高昂，對于國內的中小型企業來說是一種很大的負擔。燃料電池產業無法長期依賴進口生產，只能進行自主技術研發，防止技術空心化出現。

2）沒有建立氫源生產鏈

我國氫氣資源豐富，年產量處于千萬噸規模，位居世界第一的水平，但我國從事提純氫氣的企業太少，浪費了我國可進行大規模提純副產氫和電解水制氫的環境優勢，使得氫源產業鏈仍處于邯鄲學步的狀態，國內只能采用高壓氫瓶運輸高純氫，運輸產氫地分布不均，產量很少導致運輸成本十分高昂。加氫槍、管件等關鍵部件仍依賴進口，導致建站成本大大提高從而延緩建站周期。

3）政府缺乏生產氫燃料電池車的相應措施

《關于調整新能源汽車推廣應用財政補貼政策通知》在2016年12月提出，對于各類其他車型現有的補貼上退坡20%，唯獨除卻燃料電池汽車保持原本的補貼水平。國家在新能源汽車的扶持態度上非常明確，但氫燃料電池車的組建復雜，不僅需要購置補貼，而且需要在氫氣支取、車輛運營等方面一起給予支持，對于加氫站政府出臺的相關政策中原本有400萬，卻在后續政策中被取消了。

4）加氫站建設不規范

隨著加氫站數量不斷增多，作為給燃料電池汽車提供氫氣的基礎設施在全世界各地火熱展開各種示范活動，這些加氫站的建設試運營積累了大量的數據和經驗，為今后進一步提升氫能燃料技術打下了深厚的基礎。在審批建設加氫站時，不同地區的主管部門和審批流程不同，這是因為建設加氫站時沒有前例可依據，需要各自對加氫站的規劃建設進行摸索，這導致國內企業在與各個城市洽談花費了大量的人力物力，沒有明確統一的流程，審批效率極其緩慢。

4 氫燃料汽車發展建議

1）加強協調機制

氫能源燃料汽車作為一個新能源驅動的汽車種類，還處于摸索和探路的階段，在這個時候特別需要國家政府的鼎力相助。國家在相關政策中應該做好主導作用，構建宏觀戰略導向，引導經濟市場統一步調。燃料電池所涉及的領域太多，需要涉及國家多個部門從基礎的研發制造到消防安全、財政補貼等環節配合協調，需要多個部門制定出具有針對性和有效性的支持政策。

2）攻克核心技術

政府應該積極地推動企業在燃料電池方面的研究開發，在空壓機、氫氣循環磊等核心零部件上應該加大技術研發力度，盡快擺脫對于進口零件的依賴性，自主研發氫燃料電池堆和關鍵零部件方面的核心技術，在電堆的關鍵材料和基礎部件方面的研究力度應該深入化，集中突破催化劑、質子交換膜等核心技術等研究，降低電堆產品的成本，提高使用壽命。

3）出臺標準的法律法規

我國主管部門對于汽車行業、電池行業、氣體行業等行業處于“各管各的”的局面，而氫能燃料汽車的開發與生產需要跨越好幾個行業，這種管理制度會讓國內生產企業在審批流程中覺得焦頭爛額，沒法快速通過審批流程。國家應該統籌協調各方面的訴求，促進多個機構形成有效的銜接，進一步完善我國的燃料電池標準體系。

5 結束語

隨著我國經濟的發展，人口基數大規模的增長，而導致許多城市人流量暴增，汽車行業面臨著極大的考驗，在節假日高峰期城市軌道交通更是面臨著瀕臨癱瘓的狀態，能源污染和環境保護兩大問題越愈發的嚴重起來，合理運用氫能源燃料技術可以為超負荷的環境疏通經絡，減少壓力。