近日，成都市氫能暨新能源汽車產(chǎn)業(yè)推進(jìn)工作領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室印發(fā)的《成都市氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2019-2023年）》提出，到2023年，成都市氫能產(chǎn)業(yè)主營(yíng)業(yè)務(wù)收入力爭(zhēng)超過500億元，推廣各類燃料電池汽車2000輛，燃料電池軌道車示范線2條，加氫站30座，建設(shè)全國(guó)知名的氫能產(chǎn)業(yè)高端裝備制造基地。
除成都外，目前各地發(fā)展氫能及氫燃料電池的計(jì)劃已紛紛被提上日程，“氫能熱”正持續(xù)爆發(fā)。國(guó)發(fā)能研院、綠能智庫(kù)了解到，2018年，我國(guó)新能源汽車產(chǎn)銷量分別為127萬(wàn)輛和125.6萬(wàn)輛。其中燃料電池汽車去年的產(chǎn)量為1619輛。雖然氫能源汽車的產(chǎn)量占比目前仍然較少，卻受到了越來(lái)越多的關(guān)注和重視。
氫能源是未來(lái)新能源領(lǐng)域最重要的發(fā)展方向之一，目前政府、學(xué)界和企業(yè)都高度關(guān)注氫能源汽車的研發(fā)和生產(chǎn)，中央和各地政府陸續(xù)出臺(tái)了相關(guān)扶持和補(bǔ)貼政策鼓勵(lì)氫能源汽車的發(fā)展。國(guó)發(fā)能研院、綠能智庫(kù)認(rèn)為，根據(jù)我國(guó)對(duì)于氫能源汽車未來(lái)發(fā)展的初步規(guī)劃，預(yù)計(jì)在2030年左右可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的推廣和市場(chǎng)化。
政策發(fā)力 頂層需加強(qiáng)
《中國(guó)制造2025》提出實(shí)現(xiàn)氫能汽車的運(yùn)行規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大，到2020年要生產(chǎn)1000輛燃料電池車，到2025年，制氫、加氫等配套基礎(chǔ)設(shè)施基本完善，氫能汽車實(shí)現(xiàn)區(qū)域小規(guī)模運(yùn)行。
我國(guó)在2016年發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》中提出了分三步走的發(fā)展思路：近五年內(nèi)以中等功率燃料電池與大容量動(dòng)力電池的深度混合動(dòng)力結(jié)構(gòu)為技術(shù)特征，實(shí)現(xiàn)氫能汽車在特定地區(qū)的公共服務(wù)用車領(lǐng)域大規(guī)模示范應(yīng)用，達(dá)到5000輛左右的應(yīng)用規(guī)模；在2025年左右，以大功率燃料電池與中等容量動(dòng)力電池的電電混合為特征，實(shí)現(xiàn)氫能汽車的較大規(guī)模批量化20商業(yè)應(yīng)用，達(dá)到5萬(wàn)輛的使用規(guī)模；在2030年左右，實(shí)現(xiàn)以全功率燃料電池為動(dòng)力特征，在私人乘用車、大型商用車領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)百萬(wàn)輛規(guī)模的商業(yè)推廣。同時(shí)到2030年，實(shí)現(xiàn)燃料電池電堆比功率從2kW／kg到2.5kW／kg的提升，和燃料電池壽命從5000小時(shí)到8000小時(shí)的進(jìn)步。整個(gè)過程中，將進(jìn)一步提高氫能汽車低溫啟動(dòng)，可靠耐久、使用壽命等性能并降低整車成本，逐步擴(kuò)大燃料電池系統(tǒng)產(chǎn)能，完善氫氣供應(yīng)運(yùn)輸及加注基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，支撐氫能汽車的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
并且，《“十三五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中專門指出要系統(tǒng)推進(jìn)燃料電池汽車研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，并提出目標(biāo)：2020年實(shí)現(xiàn)燃料電池汽車批量生產(chǎn)和規(guī)模化示范應(yīng)用?！兑?guī)劃》提出未來(lái)著力解決的兩大重點(diǎn)問題是解決氫燃料電池成本高企和加氫站不足。
除了中央下發(fā)的相關(guān)政策以外，各省市也陸續(xù)發(fā)布了推進(jìn)燃料電池發(fā)展的文件。2017年，上海市在國(guó)內(nèi)率先發(fā)布了《上海市燃料電池汽車發(fā)展規(guī)劃》，明確提出:2020年建設(shè)加氫站5-10座，示范運(yùn)行規(guī)模達(dá)到3000輛;2025年建成加氫站50座，乘用車推廣不少于2萬(wàn)輛、其它特種車輛推廣不少于1萬(wàn)輛。
在財(cái)政支持政策方面，氫燃料電池汽車是新能源汽車中的重點(diǎn)補(bǔ)貼對(duì)象，不僅補(bǔ)貼金額最高，而且在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)不會(huì)退坡。
不過，雖然地方性文件出臺(tái)較多，但截至目前，業(yè)內(nèi)依然缺乏一整套國(guó)家級(jí)的機(jī)制。比如，由于標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)不健全，加氫站既無(wú)明確的歸屬管理部門，在國(guó)家層面也無(wú)完整的審批流程。國(guó)發(fā)能研院、綠能智庫(kù)認(rèn)為，在未來(lái)的發(fā)展過程中，氫能源汽車政策體系需在頂層設(shè)計(jì)上發(fā)力。
技術(shù)突破 體系待完善
國(guó)發(fā)能研院、綠能智庫(kù)研究發(fā)現(xiàn)，我國(guó)氫能研究起步早，但是體系不完善。從2001年開始，國(guó)家科技部863電動(dòng)汽車重大專項(xiàng)設(shè)立課題，以期在燃料電池、燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)以及整車系統(tǒng)方面形成一套擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)，最終開發(fā)成功燃料電池公交車和燃料電池轎車。我國(guó)燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈的研發(fā)體系以大學(xué)為主，清華大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)以及大連化學(xué)物理研究所承擔(dān)大量的研發(fā)工作，而燃料電池汽車的生產(chǎn)體系建設(shè)較為緩慢。
經(jīng)過多年努力，我國(guó)在氫能和燃料電池技術(shù)領(lǐng)域取得了較大進(jìn)展，在氫制備、儲(chǔ)運(yùn)等技術(shù)領(lǐng)域，我國(guó)的制氫工業(yè)以引進(jìn)技術(shù)為主，技術(shù)相對(duì)成熟，與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距不大。在燃料電池技術(shù)領(lǐng)域，我國(guó)已經(jīng)掌握了諸如催化劑、質(zhì)子交換摸、雙極板材料等關(guān)鍵技術(shù)，但與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)相比仍有很大的差距。關(guān)鍵零部件規(guī)模生產(chǎn)和電堆批量組裝及相關(guān)性能指標(biāo)落后較大。目前國(guó)內(nèi)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的電堆主要由大連新源動(dòng)力提供，國(guó)外企業(yè)通過在國(guó)內(nèi)合資建廠組裝電堆為國(guó)內(nèi)企業(yè)提供電堆，但膜電極等核心零部件仍掌控在外方手中。
國(guó)發(fā)能研院、綠能智庫(kù)認(rèn)為，我國(guó)燃料電池產(chǎn)業(yè)目前整體還處于研發(fā)示范階段。目前，我國(guó)已經(jīng)自行設(shè)計(jì)、制造了多種不同型號(hào)的燃料電池樣車；研制的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)和汽車在2008年北京奧運(yùn)會(huì)和2010年上海世博會(huì)進(jìn)行示范運(yùn)行，均取得圓滿成功；上汽也于2013年舉辦實(shí)現(xiàn)燃料電池汽車中國(guó)萬(wàn)里行活動(dòng)，驗(yàn)證了燃料電池汽車的環(huán)境適應(yīng)性。但與此同時(shí)，國(guó)內(nèi)的產(chǎn)業(yè)化程度還很低，而國(guó)外少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)均已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
此外，在加氫站方面，我國(guó)的技術(shù)和建設(shè)也相對(duì)滯后。目前國(guó)內(nèi)加氫站大多為液氫儲(chǔ)氫35MPa高壓供氫加氫站，而國(guó)外的加氫站大多為高壓70MPa。35MPa車載儲(chǔ)氫瓶無(wú)法滿足長(zhǎng)距離、高載重要求。而且國(guó)內(nèi)建設(shè)加氫站所需的核心設(shè)備大多都依賴進(jìn)口，導(dǎo)致加氫站的建站成本居高不下。
截至2019年3月，我國(guó)已投產(chǎn)加氫站數(shù)量達(dá)到25座（其中兩座內(nèi)部整改站）。在已建成的加氫站中，固定式加氫站有11座，撬裝式加氫站有14座。此外，還有17座加氫站在建。加氫站分布主要集中在廣東、江蘇、上海、湖北、河北等地。而日本加氫站的數(shù)量已經(jīng)接近100個(gè)。
氫能發(fā)展 商用車先行
雖然日本、歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家都在積極研發(fā)和生產(chǎn)氫能源乘用車，但是我國(guó)目前生產(chǎn)的氫能源汽車主要以商用車為主，包括客車和專用車。國(guó)發(fā)能研院、綠能智庫(kù)認(rèn)為，目前的技術(shù)、成本以及加氫站三個(gè)方面決定了我國(guó)應(yīng)該優(yōu)先發(fā)展氫能源公交、大巴等商用車。
當(dāng)前，燃料電池系統(tǒng)、氫氣制備、儲(chǔ)運(yùn)及安全應(yīng)用等核心產(chǎn)品技術(shù)對(duì)外依賴程度偏高、生產(chǎn)成本也偏高。例如，日本豐田氫能源乘用車Mirai的體積比功率為3.1kW/L，而國(guó)產(chǎn)的大多不到2kW/L，電池體積較大，不適合放在小轎車使用。此外，產(chǎn)品性能及可靠性仍然差距較大。
在儲(chǔ)氫技術(shù)方面，目前國(guó)內(nèi)主流的低壓儲(chǔ)氫技術(shù)更適合公交領(lǐng)域。同等體積下，壓力越大儲(chǔ)氫量越高，車輛行駛里程就更遠(yuǎn)。受儲(chǔ)氫瓶材料限制，我國(guó)高壓儲(chǔ)氫的壓力多為35MPa，歐、美、日等國(guó)家采取的壓力則是70MPa，這限制了我國(guó)氫燃料電池乘用車的發(fā)展。低壓車載儲(chǔ)氫系統(tǒng)的重量是現(xiàn)在高壓儲(chǔ)氫方式的三倍以上，比較適合重量不敏感的車型。而且，車輛重量的增加，會(huì)導(dǎo)致終端用戶使用成本的增加，因此該技術(shù)目前更適合用于以政府采購(gòu)為主、成本相對(duì)不很敏感的公交領(lǐng)域。另外，公交車作為大量載人的交通工具，對(duì)安全性要求更高，使用低壓儲(chǔ)氫技術(shù)更為保險(xiǎn)。
作為關(guān)鍵的配套設(shè)施，加氫站布局偏少也是制約因素之一。相對(duì)于私人乘用車來(lái)說，公交車由于數(shù)量相對(duì)較少、行駛路線固定，對(duì)加氫站的數(shù)量和分布要求不高。另外，當(dāng)前國(guó)內(nèi)氫燃料汽車研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、運(yùn)營(yíng)、基建等環(huán)節(jié)基本上都是政府買單。普通消費(fèi)者對(duì)氫能源汽車的了解和關(guān)注程度都不高，氫能源乘用車的普及、推廣還有很長(zhǎng)的路要走。
結(jié)合國(guó)情、生產(chǎn)技術(shù)、成本、加氫站數(shù)量等綜合情況，當(dāng)前國(guó)內(nèi)氫燃料技術(shù)更適合于商用車的搭載試用。通過城市公交、班車，物流車等商用車的試運(yùn)營(yíng)，不斷積累技術(shù)、提升產(chǎn)品性能、降低成本，然后逐漸普及到乘用車上。
不過，由于居高不下的整車成本，且電堆、車載氫系統(tǒng)、燃料系統(tǒng)成本都比較高昂，如果想要實(shí)現(xiàn)氫燃料電池商用車的普及，還需要克服諸多挑戰(zhàn)。
國(guó)發(fā)能研院、綠能智庫(kù)認(rèn)為，發(fā)展氫能汽車，燃料電池系統(tǒng)是關(guān)鍵。隨著關(guān)鍵零部件批量化，未來(lái)燃料電池系統(tǒng)的成本有望實(shí)現(xiàn)大幅度下降。在國(guó)家的節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖里面，燃料電池成本預(yù)計(jì)在到2020年達(dá)到5000元/kW，到2030年可以達(dá)到600元/kW。而電堆成本又是燃料電池系統(tǒng)的關(guān)鍵成本。電堆成本主要包括催化劑、膜和雙極板的成本，隨著關(guān)鍵材料國(guó)產(chǎn)化和電堆體積功率的提升，電堆成本可以大幅度下降，將從2020年的1000元/kW降低到2030年的150元/kW。
其次，車載氫系統(tǒng)的關(guān)鍵部件也需要規(guī)模化和國(guó)產(chǎn)化。預(yù)計(jì)，到2030年，車載氫系統(tǒng)預(yù)計(jì)從3000元/kg降低到1800元/kg，而氫能源客車整車的成本會(huì)降低到60萬(wàn)元左右，也就是和現(xiàn)在傳統(tǒng)客車的成本相當(dāng)。在那個(gè)時(shí)候，燃料電池客車可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的推廣和市場(chǎng)化。
對(duì)于氫氣的成本，國(guó)發(fā)能研院、綠能智庫(kù)了解到，目前氫氣到站價(jià)格基本為35-45元/公斤，加上加氫站的服務(wù)費(fèi)用，終端用戶用氫價(jià)格通常都在60元/公斤以上。如果氫燃料電池汽車要比柴油車更經(jīng)濟(jì)，則氫氣的零售必須降低到35元/公斤以下。隨著大批量規(guī)?；茪浜蛢?chǔ)運(yùn)，未來(lái)氫氣到站價(jià)格有望降低到25元/公斤，零售價(jià)降到35元/公斤是可以預(yù)期的。
此外，加氫站成本高昂、數(shù)量偏少也是需要解決的問題。目前關(guān)鍵零部都是通過進(jìn)口，比如氫氣壓縮機(jī)和加氫機(jī)，批量化和國(guó)產(chǎn)化也可以大幅度降低加氫站的成本?，F(xiàn)在單座加氫站成本往往在1000萬(wàn)元以上，比海外高50%左右，預(yù)計(jì)2030年可以降到350萬(wàn)元左右。同時(shí)，目前中國(guó)加氫站建設(shè)的審批流程較復(fù)雜和緩慢，即使在政府最支持的地方，走完建設(shè)加氫站的全套審批流程，時(shí)間最短也要半年。在加氫站的建設(shè)過程中，規(guī)劃、立項(xiàng)、審批、運(yùn)營(yíng)監(jiān)管方面均遇會(huì)有難題，相關(guān)方面的制度需要進(jìn)一步改善。
國(guó)發(fā)能研院、綠能智庫(kù)認(rèn)為，優(yōu)先發(fā)展燃料電池商用車是我國(guó)實(shí)現(xiàn)氫能汽車突破的一條重要路徑，而要實(shí)現(xiàn)氫能源商用車的普及，還需克服整車成本偏高、技術(shù)不成熟、氫氣成本高昂以及加氫站成本較高、審批流程緩慢等一些列問題。
