近日，氫燃料電池再次受到業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注。1月10日，國(guó)家能源投資集團(tuán)有限公司董事、總經(jīng)理，中國(guó)工程院院士凌文在北京表示，建議國(guó)家組織相關(guān)部委研究將氫能納入國(guó)家能源體系，推動(dòng)氫能成為國(guó)家能源戰(zhàn)略的重要組成部分，制定氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略及實(shí)施路線圖，建立科學(xué)長(zhǎng)效的產(chǎn)業(yè)發(fā)展扶持與激勵(lì)政策。1月12日下午，全國(guó)政協(xié)副主席、中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)主席萬(wàn)鋼在中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)（2019）論壇中表示：“發(fā)達(dá)國(guó)家把氫作為能源管理，創(chuàng)制了科學(xué)安全的氫加注站建設(shè)和車載氫罐技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及監(jiān)測(cè)體系，有力推動(dòng)了燃料電池汽車商業(yè)化。建議借鑒先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)試點(diǎn)成果，抓緊研究修訂氫能、加氫站和儲(chǔ)氫技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，提升檢測(cè)能力，盡快破除標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)障礙和市場(chǎng)準(zhǔn)入壁壘，加強(qiáng)和完善氫能生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)和供銷體系建設(shè)。”

而在此前，中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)付于武表示，國(guó)家能源戰(zhàn)略很明確，多元化仍然是我國(guó)能源戰(zhàn)略的戰(zhàn)略基點(diǎn)，如果大家認(rèn)為新能源就是電動(dòng)化，那么這個(gè)描述或者引導(dǎo)方向是不完整的。

燃料電池技術(shù)發(fā)展進(jìn)程

2018年2月11日，由國(guó)家能源集團(tuán)牽頭的中國(guó)氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟在北京正式成立。政策扶持下，國(guó)內(nèi)氫燃料電池市場(chǎng)開(kāi)始活躍，國(guó)內(nèi)自主品牌以及部分新興造車勢(shì)力開(kāi)始研發(fā)氫燃料電池汽車。1月17日，在北京召開(kāi)的中國(guó)汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟2018年度會(huì)議上，中國(guó)汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟燃料電池分會(huì)理事長(zhǎng)單位上海重塑科技分享了當(dāng)前中國(guó)氫燃料電池的發(fā)展情況。

燃料電池系統(tǒng)核心零部件主要有電堆、空壓機(jī)、DC/DC、氫 氣循環(huán)泵、增濕器等，下表介紹了目前國(guó)內(nèi)外燃料電池核心零部件中，電堆與空壓機(jī)的技術(shù)發(fā)展情況。


燃料電池汽車發(fā)展規(guī)模：中國(guó)氫燃料電池車保有量到2030年將達(dá)100萬(wàn)輛

在2018年9月1日召開(kāi)的第14屆中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展泰達(dá)國(guó)際論壇上，中國(guó)科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授歐陽(yáng)明高就明確預(yù)估了中國(guó)燃料汽車的發(fā)展規(guī)模，同時(shí)會(huì)上公布了中國(guó)氫燃料電池汽車近中遠(yuǎn)期戰(zhàn)略目標(biāo)計(jì)劃。


目前在中國(guó)氫燃料電池產(chǎn)品已通過(guò)商業(yè)化運(yùn)營(yíng)驗(yàn)證，可靠性得以證實(shí)。佛山、上海、張家口、鄭州率先實(shí)現(xiàn)氫燃料電池公交常態(tài)化多線路運(yùn)營(yíng)；佛山于2018年底，新投入70輛公交，于2019年初，計(jì)劃新投入70輛公交；張家口于2018年底，啟動(dòng)商業(yè)化示范運(yùn)營(yíng)。

同時(shí)，目前在中國(guó)上海、廣東、山東、湖北等多地政府均出臺(tái)了相關(guān)規(guī)劃。

上海：2020年建設(shè)加氫站5-10座，乘用車示范區(qū)2個(gè)，運(yùn)行規(guī)模達(dá)到3000輛；到2025年建成加氫站50座，乘用車不少于2萬(wàn)輛、其他特種車輛不少于1萬(wàn)輛。

山東：《山東省氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖》（建議稿）提出，到2020年，燃料電池汽車數(shù)量達(dá)到2000輛，加氫站達(dá)20座；到2025年，燃料電池汽車數(shù)量達(dá)到5萬(wàn)輛，加氫站達(dá)200座；到2030年，燃料電池汽車數(shù)量達(dá)到10萬(wàn)輛，加氫站達(dá)500座。

蘇州：到2020年，建成加氫站近10座，燃料電池汽車運(yùn)行規(guī)模力爭(zhēng)達(dá)到800輛；到2025年，建成加氫站近40座，燃料電池車運(yùn)行規(guī)模力爭(zhēng)達(dá)到1000輛。

武漢：2018-2020年，建設(shè)5-20座加氫站，燃料電池公交車、通勤車、物流車等示范運(yùn)行規(guī)模達(dá)到2000-3000輛。到2025年，建成加氫站30-100座，實(shí)現(xiàn)乘用車、公交、物流車及其他特種車輛總計(jì)1-3萬(wàn)輛的運(yùn)行體量。

燃料電池發(fā)展的瓶頸

下表為氫燃料電池汽車代表豐田Mirai和動(dòng)力鋰電池汽車代表特斯拉的性能對(duì)比。


相比于鋰離子電池，氫燃料電池的電池重量、續(xù)航里程、充電時(shí)長(zhǎng)等都具有明顯優(yōu)勢(shì)。但同時(shí)，目前氫燃料電池仍在發(fā)展的初期，許多問(wèn)題亟需解決，技術(shù)難度大、成本高、運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)大、加氫站基礎(chǔ)設(shè)施的不完善等問(wèn)題都是制約氫燃料電池大規(guī)模推廣的重要影響因素。

目前中國(guó)燃料電池產(chǎn)業(yè)主要依靠政府補(bǔ)貼，同時(shí)大部分核心零部件需要依賴進(jìn)口（如上文表格中介紹的電堆等），部分零部件實(shí)現(xiàn)自主批產(chǎn)在2020年后。

同時(shí)，氫燃料電池是使用氫這種化學(xué)元素，制造成儲(chǔ)存能量的電池。氫分子又小又活潑。它透過(guò)質(zhì)子膜時(shí)，電子被從分子上剝離，只留下帶正電的氫質(zhì)子通過(guò)，氫質(zhì)子被吸引到薄膜另一側(cè)的電極與氧分子結(jié)合。質(zhì)子交換膜就是這一過(guò)程中最核心的技術(shù)。然而，質(zhì)子交換膜中又以鉑金（Pt）為催化劑，Mirai用了約100克鉑，按照現(xiàn)在174元/克計(jì)算，催化劑就用了近2萬(wàn)元。質(zhì)子交換膜以杜邦的Nafion為例，約為一平方厘米10元人民幣，按照用量一平方米計(jì)算，光是質(zhì)子交換膜的成本就在10萬(wàn)元左右。另外還需高壓儲(chǔ)氫罐成本6萬(wàn)。橫向比較，傳統(tǒng)汽油車2L發(fā)動(dòng)機(jī)的成本約為3萬(wàn)元，目前鋰電池成本已降至1元/wh以下，Tesla主流配置的75 KWh三元鋰電池成本約為8萬(wàn)。


注：政策過(guò)渡期內(nèi)補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)不變

當(dāng)下，鋰離子動(dòng)力電池已形成產(chǎn)業(yè)化，并在政策與市場(chǎng)的雙重驅(qū)動(dòng)力影響下快速發(fā)展；而燃料電池特別是氫燃料電池的發(fā)展仍處于初級(jí)階段，行業(yè)專家表示，目前來(lái)看，氫燃料電池的發(fā)展前景廣闊，應(yīng)用場(chǎng)景豐富，但在其大規(guī)模落地之前仍需較長(zhǎng)時(shí)間去解決存在的痛點(diǎn)。

但是，相比于鋰離子電池補(bǔ)貼政策正處于退坡過(guò)程中，燃料電池的補(bǔ)貼力度大且具有持續(xù)性，這也顯示了中國(guó)政府重視多元化發(fā)展路線，支持新能源電池的決心。對(duì)于國(guó)家層面明確制定相關(guān)發(fā)展目標(biāo)，2016年工信部頒布的《節(jié)能與新能源技術(shù)路線圖》中已經(jīng)提到，2020年建成100座加氫站；2025年實(shí)現(xiàn)建成300座加氫站的目標(biāo)；2030年建成1000座加氫站。