“氫熱”大潮下燃料電池車發展引關注

羅克研

氫能作為零排放、可再生的純綠色能源，是解決能源資源危機和環境危機的最佳途徑之一。近幾年，全球氫能源發展加速，國內持續加大氫氣新能源在交通領域的研發和投入，各地也正積極加快氫燃料電池汽車的推廣，并尋求廉價的氫氣能源。

在世界范圍內，日本和韓國是氫能領域領先的國家。其中，日本從國家戰略層面推動氫能發展，并制定了《氫能及燃料電池戰略規劃路線圖》，詳細規劃了實現氫能社會的技術路徑。

2019年，“推動加氫設施建設”首次被寫入我國政府工作報告，這使氫燃料電池汽車發展駛入“快速通道”。在去年底發布的《新能源汽車產業發展規劃（2021-2035年）》征求意見稿也增加了“合理布局加氫基礎設施，推進氫燃料供給保障體系”的重點內容。根據產業規劃，2030年氫能產業將成為我國新的經濟增長點和新能源戰略的重要組成部分。

在燃料電池車應用方面，與日本和韓國不同，中國選擇優先發展燃料電池商用車。中國汽車工程學會去年11月公布的數據顯示，中國燃料電池汽車累計產量4525輛，其中，物流車和客車數量占比98%共4445輛，累計運行里程160萬公里。

按照《中國氫能產業基礎設施發展藍皮書》提出的目標，到2020年，中國燃料電池車輛要達到1萬輛、加氫站數量100座，行業總產值3000億元;到2030年，燃料電池車輛保有量要“撞線”200萬，加氫站數量1000座，產業產值將突破10000億元。

據悉，2019年我國燃料電池汽車保有量或達5000輛，上海、佛山、張家口等先行城市的示范運行力度持續加大，規劃出千輛級示范目標;濟南、成都、武漢等新一批城市啟動了燃料電池汽車示范運營。

“僅2019年，就有超過15個市區發布了氫燃料電池汽車產業的扶持政策。”中國電子節能技術協會產業研究部研究員田澤普表示，不少城市錯過了鋰電池的發展機遇，不想錯過這一輪“氫”熱。

近日，由中車青島四方機車車輛股份有限公司研制的氫能源有軌電車在佛山高明載客開跑，這標志著世界首條氫能源有軌電車正式投入商業運營，我國現代有軌電車正式駛入“氫時代”。該車最高運行時速70公里，采用3節編組，最多可載客350人。

據悉，該示范線是我國首個以氫能源為動力的有軌電車項目，也是世界首條商業運營氫能源有軌電車線路。

發展氫能產業不能一味“占坑”

前不久，在北京舉行的“2019氫能制備、儲運與燃料電池產業發展交流大會”上，清華大學教授張劍波直言“規劃雷同問題不容忽視。”地方發展規劃大同小異，缺少差異化思想。目前，多地正“大干快上”發展氫能，策略上都偏愛汽車示范運營，做“氫島”“氫谷”。但氫燃料電池汽車的銷量目前遠不能讓人滿意。中汽協的數據顯示，2019年前11個月，我國氫燃料電池汽車的銷量僅為1337輛。

張劍波表示，我國氫燃料電池汽車技術與國外相比還有較大差距。“具體而言，商用車電堆上，外企產品的耐久性已經達到2.5萬小時，國內現在有超過1萬小時的，但還缺少數據驗證。乘用車方面，日本豐田的電堆功率已經達到110千瓦，而我國電堆功率還集中在50千瓦，還需進一步開發;國產膜電極、催化劑以樣品展示為主，還不能實現量產;空氣機還沒有代表性的企業，處于空白。”張劍波進一步指出，“大家都集中在下游整車領域，而上游空虛，氫罐、加氫站環節薄弱。”

據了解，目前全國已有20多個省區市發布了氫能產業發展規劃，規劃的氫燃料電池總堆超過1500兆瓦，燃料電池汽車產能總計超萬輛。

“規劃的產能那么多，能真正獲得投資、實現量產的絕對沒有那么多，現在是一哄而上去‘占坑。”中國電子節能技術協會產業研究部研究員田澤普表示，氫燃料電池汽車涉及到全產業鏈的變革，行業需有一個穩步提升的過程，不會出現電動汽車那樣爆發式的增長。“氫氣的來源、純化、運輸、加注以及加氫站的匹配，每個工程都需要時間，需要持久的關注和投入。”田澤普說。

在核心技術性能上，田澤普表示，近年來在補貼和相關政策鼓勵下，燃料電池整體電堆功率不斷提高，2019年50kW、60kW已逐漸成為主流。未來，大功率的穩定性、一致性將成為技術重點方向，若干電堆并聯將成為新的探索。此外，模塊化生產特別是工藝提升及自動化產線的加入將帶動燃料電池成本的下降。

記者了解到，開展燃料電池汽車示范運行城市的車用氫氣價格約為60—80元/千克，個別地區甚至在100元/千克以上，價格高昂。不考慮補貼因素，目前建設一座日加氫500千克的加氫站成本在900萬元左右，而日加氫1000千克級的加氫站建設成本則高達1300萬元。截至目前，新的燃料電池汽車補貼政策尚未出臺。

氫能燃料車的機遇與挑戰

1月8日，2019中國汽車影響力論壇暨《中國氫能產業政策研究》成果發布會上，中國科學技術協會主席萬鋼認為，脫碳加氫和清潔高效是能源科技進步的大趨勢，氫能和燃料電池技術正成為全球能源技術革命的一個重要方向和各國未來能源戰略的重要組成部分，應積極探索中國特色氫能和燃料電池產業發展道路，堅持戰略引領，堅持創新驅動，加快產業布局，堅持市場導向，堅持標準先行，擴大國際合作，推進氫能和燃料電池產業高質量發展。

在隨后召開的中國電動汽車百人論壇（2020）會上，中國科學技術協會主席萬鋼建議，國家把氫能納入國家隊能源戰略體系，明確氫能在能源體系當中的定位，特別是要開發氫能和水電、風電、光伏發電互相補充的全套體系。

在此次中國電動汽車百人會氫能與可再生能源論壇（2020）會上，北京億華通科技股份有限公司、北京汽車集團有限公司、北京-清華工業開發研究院、中國船舶重工集團公司第七一八研究所、中國汽車技術研究中心有限公司、中國長江三峽集團有限公司、河北省國控投資管理有限公司、張家口市氫能與可再生能源研究院等8家單位共同簽署了氫能戰略合作框架協議，并成立國創氫能產業創新聯盟。

根據協議，各方將在《國家產業創新中心建設工作指引（試行）》政策引導下，在氫能這一戰略性領域組建產業創新中心，圍繞制氫、儲運加注、燃料電池、應用示范和產業集聚發展、創新體系建設、標準體系建設等多個方面，服務關鍵共性技術，推動氫能產業鏈聯合技術攻關，加快氫能產業布局，構筑氫能全產業鏈生態體系，發展綠色經濟，促進能源結構調整，加強環境友好型和資源節約型社會建設。

據悉，國創氫能產業創新聯盟將集中攻關氫能產業“卡脖子”技術難點，促進科技成果轉化，育成新產業、培育新動能。在聯合攻關的同時，將引導氫能產業在空間布局上趨于集中，功能上趨向集聚，定位上互補發展，集中突破產業薄弱環節，打造涵蓋氫能裝備、燃料電池和整車生產全鏈條產業。

中國科學院院士、中國電動汽車百人會副理事長歐陽明高在中國電動汽車百人會論壇（2020）上談到了目前氫燃料的瓶頸。

歐陽明高指出，鑒于多種技術路線呈現你追我趕的態勢，氫燃料電池技術必須要脫穎而出，必須在2035年達到目標百萬量，這是窗口期。如果到2035年達不到這個目標是有風險的。

“氫燃料電池要面臨三大瓶頸，車載儲氫有瓶頸，成本、體積，還有加氫站的瓶頸。量不夠，我們到2035年怎么也得要5000座加氫站，燃料電池經濟性必須降到30元/kW以內，如果基于當時可再生能源電價0.15元/kWh，風電、光伏，是可以做到的，這就期待可再生能源電價的下降，現在可再生能源電價最低在0.24元/kWh。”

歐陽明高認為，氫供應總量反而不是瓶頸，但是今年能源行業炒的一塌糊涂的就是什么來源、技術路線，實際車用量不大，2025年大概平均30萬噸，2035年300萬噸，這個并不大。所以面向汽車應用的氫能戰略要簡化、要聚焦，那就是綠氫。（從分類上看，氫分為綠氫、藍氫和灰氫。國際公認綠氫最為干凈，即通過來源于風能和太陽能的可再生能源電解水制取，突出特點是不排放碳，但受制于發電成本）

據悉，2020年日本東京奧運會的運動員村5000多戶住宅和街區的商業設施全部采用氫能燃料電池，這是日本首次在新式街區大范圍推廣使用氫能源。

而在兩年后的2022冬奧會，張家口將以綠色氫能創新力，在奧運場館電力和熱能供應方面，在奧林匹克中心和其他賽場用電方面，全部采用可再生能源，為2022年綠色冬奧會注入濃墨重彩的一筆。