氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)狀及發(fā)展前景

由于能源需求的日益增長,化石燃料的消耗與CO2排放總量快速上升,“清潔、低碳、安全、高效”的能源變革已是大勢所趨?？稍偕茉?如太陽能、風(fēng)能、水電等)作為替代能源大規(guī)模使用卻受限于其固有的間歇性、波動性與隨機(jī)性;而氫是一種潔凈的二次能源載體,能方便地轉(zhuǎn)換成電和熱,轉(zhuǎn)化效率較高,有多種來源途徑。采用可再生能源實(shí)現(xiàn)大規(guī)模制氫,通過氫氣的橋接作用,既可為燃料電池提供氫源,也可綠色轉(zhuǎn)化為液體燃料,從而有可能實(shí)現(xiàn)由化石能源順利過渡到可再生能源的可持續(xù)循環(huán),催生可持續(xù)發(fā)展的氫能經(jīng)濟(jì)。氫能作為連接可再生能源與傳統(tǒng)化石能源的橋梁,可以為實(shí)現(xiàn)“氫經(jīng)濟(jì)”與現(xiàn)在或“后化石能源時代”能源系統(tǒng)起到橋接作用。因此,氫能作為潔凈能源利用是未來能源變革的重要組成部分。

氫燃料電池具有燃料能量轉(zhuǎn)化率高、噪音低以及零排放等優(yōu)點(diǎn),可廣泛應(yīng)用于汽車、飛機(jī)、列車等交通工具以及固定電站等方面。從燃料電池在載人航天、水下潛艇、分布式電站獲得應(yīng)用以來,燃料電池一直受到各國政府和企業(yè)的關(guān)注,其研發(fā)、示范和商業(yè)化應(yīng)用的資金投入不斷增加。在未來煤電占比相對較低的情況下,由于風(fēng)能、太陽能等可再生能源技術(shù)規(guī)模的增大,整個上游的電源結(jié)構(gòu)會越來越清潔。在這種結(jié)構(gòu)下,新能源汽車特別是純電動汽車、基于電解水制氫的燃料電池汽車,排放強(qiáng)度會明顯下降。而燃料電池汽車不同于純電動汽車的是,它實(shí)現(xiàn)了上游發(fā)電和終端用電在時間上的“分離”,進(jìn)而使得氫能相比于波動性較大的風(fēng)能和太陽能(純電動車技術(shù)路線)的互補(bǔ)能力更強(qiáng)。因此,發(fā)展氫能和氫燃料電池具有巨大的能源戰(zhàn)略意義。

國外氫能與燃料電池發(fā)展現(xiàn)狀及分析

全球范圍來看,世界主要發(fā)達(dá)國家從資源、環(huán)保等角度出發(fā),都十分看重氫能的發(fā)展,目前氫能和燃料電池已在一些細(xì)分領(lǐng)域初步實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化。2017年全球燃料電池的裝機(jī)量達(dá)到670兆瓦,移動類裝機(jī)量455.7兆瓦,固定式裝機(jī)量213.5兆瓦。截至2017年12月,全球燃料電池乘用車銷售累計接近6000輛。豐田Mirai共計銷售5300輛,其中美國2900輛,日本2100輛,歐洲200輛,占全球燃料電池乘用車總銷量的九成以上。截至2017年年底,全球共有328座加氫站,歐洲擁有139座正在運(yùn)行的加氫站,亞洲擁有118座,北美擁有68座。目前氫燃料電池及氫燃料電池汽車的研發(fā)與商業(yè)化應(yīng)用在日本、美國、歐洲迅速發(fā)展,在制氫、儲氫、加氫等環(huán)節(jié)持續(xù)創(chuàng)新。

1、美國氫能與燃料電池發(fā)展現(xiàn)狀

美國氫能的生產(chǎn)和儲運(yùn)有Air Products、Praxair等世界先進(jìn)的氣體公司,并且有技術(shù)領(lǐng)先的質(zhì)子膜純水電解制氫公司,同時還掌握著液氫儲氣罐、儲氫罐等核心技術(shù)。液氫方面,美國在液氫生產(chǎn)規(guī)模、液氫產(chǎn)量、價格方面都具有絕對優(yōu)勢。美國燃料電池乘用車和叉車保有量領(lǐng)先全球:豐田Mirai在美國銷售了超過2900輛燃料電池汽車。美國擁有世界最大的燃料電池叉車企業(yè)Plug Power,目前已有超過2萬輛燃料電池叉車,進(jìn)行了超過600萬次加氫操作。加氫站建設(shè)方面,目前北美分布的68座加氫站僅1座位于加拿大,其余全部分布在美國,其加州地區(qū)集中度最高。美國燃料電池汽車液氫使用量非常高,全年液氫市場需求量的14%都被用于燃料電池車。

2、日本氫能與燃料電池發(fā)展現(xiàn)狀

日本由于資源短缺,政府對氫能和燃料電池的推廣力度在世界范圍內(nèi)都是最大的。目前,日本在家庭用燃料電池?zé)犭娐?lián)供固定電站和燃料電池汽車商業(yè)化運(yùn)作方面都是最成功的。早在2014年4月制定的“第四次能源基本計劃”,日本政府就明確提出了加速建設(shè)和發(fā)展“氫能社會”的戰(zhàn)略方向。所謂“氫能社會”是指將氫能廣泛應(yīng)用于社會日常生活和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)活動之中,與電力、熱力共同構(gòu)成二次能源的三大支柱。據(jù)此,2014年6月,日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省制定了“氫能與燃料電池戰(zhàn)略路線圖”,提出了實(shí)現(xiàn)“氫能社會”目標(biāo)分三步走的發(fā)展路線圖:到2025年要加速推廣和普及氫能利用的市場;到2030年要建立大規(guī)模氫能供給體系并實(shí)現(xiàn)氫燃料發(fā)電;到2040年要完成零碳?xì)淙剂瞎┙o體系建設(shè)。截至2018年1月,日本燃料電池乘用車保有量約2000臺,燃料電池大巴預(yù)計2020年增加到100臺。從目前的燃料電池汽車價格、保有量和加注站數(shù)量來看,日本尚處于燃料電池汽車社會的搖籃期,預(yù)計2050年將是日本燃油汽車全面向燃料電池汽車過渡之年。

3、歐洲氫能與燃料電池發(fā)展現(xiàn)狀

近期,歐洲燃料電池和氫能事業(yè)聯(lián)合組織(FCH JU)發(fā)布了“歐洲氫能路線圖”(圖1)。該路線圖提出了歐洲氫能未來30年的發(fā)展規(guī)劃,并得到歐洲17家氫能公司和組織的支持。該報告認(rèn)為,氫是歐洲能源轉(zhuǎn)型的重要元素,到2050年可占最終能源需求的24%并提供540萬個工作崗位。為了實(shí)現(xiàn)歐洲二氧化碳減排目標(biāo),必須發(fā)展氫能。對于諸如天然氣網(wǎng)、運(yùn)輸(特別是重型車輛)關(guān)鍵部分的規(guī)模脫碳、高級燃料和化學(xué)原料需要大量使用氫氣。

圖1 歐洲氫能未來市場需求

此外,氫氣可以解決大規(guī)模整合可再生能源以及實(shí)現(xiàn)低成本季節(jié)性儲能和跨區(qū)域有效清潔能源運(yùn)輸中的技術(shù)難題。報告認(rèn)為,到2050年,氫能將在各個領(lǐng)域發(fā)揮重要作用,并為了實(shí)現(xiàn)歐洲2050年氫能產(chǎn)業(yè)目標(biāo),設(shè)置了短期和中期目標(biāo)。報告預(yù)測,到2050年,歐洲10%—18%建筑的供暖和供電可以由氫能提供;工業(yè)中23%的高級熱能可由氫能提供。報告指出,氫能的使用將帶來巨大的社會、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。到2030年,氫能的預(yù)計部署將為歐盟公司的燃料和相關(guān)設(shè)備創(chuàng)造約1300億歐元的產(chǎn)業(yè);到2050年達(dá)到8200億歐元。氫能將為歐盟工業(yè)創(chuàng)造一個本地市場,作為在全球氫能經(jīng)濟(jì)中競爭的跳板。2030年的出口潛力估計將達(dá)到700億歐元,凈出口額將達(dá)到500億歐元。

4、韓國氫能與燃料電池發(fā)展現(xiàn)狀

韓國在氫能和燃料電池領(lǐng)域也有較強(qiáng)的規(guī)劃布局,但是其相關(guān)技術(shù)實(shí)力較歐、美、日略遜一籌。以現(xiàn)代等汽車企業(yè)為依托,韓國政府未來5年內(nèi)用于氫燃料電池以及加氫站的補(bǔ)貼將達(dá)到20億歐元。目標(biāo)是到2022年為15000輛燃料電池汽車和1000輛氫氣公交車提供資金。其中資助計劃包括310個新的氫氣加氣站,政府還將制定使用法規(guī)。韓國政府于2019年1月發(fā)布“氫能經(jīng)濟(jì)發(fā)展路線圖”,旨在大力發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè),以引領(lǐng)全球氫燃料電池汽車和燃料電池市場發(fā)展。

根據(jù)該路線圖,韓國政府計劃到2040年氫燃料電池汽車?yán)塾嫯a(chǎn)量由2018年的2000余輛增至620萬輛,氫燃料電池汽車充電站從現(xiàn)有的14個增至1200個。韓國政府表示將開始為燃料電池出租車和卡車提供補(bǔ)貼,到2022年燃料電池公交車數(shù)量將增加到2000輛,并預(yù)計在2021年開始用燃料電池車取代燃油警車。在固定式燃料電池方面,韓國目前的發(fā)展重點(diǎn)在于大型燃料電池發(fā)電站。韓國斗山集團(tuán)是推動該項(xiàng)目建設(shè)的主體。2017年6月,該集團(tuán)完成了韓國最大的氫能燃料電池發(fā)電站的建設(shè),而該發(fā)電站的建設(shè)成本大約有3600萬美元。據(jù)報道,該發(fā)電站每年可生產(chǎn)144臺440千瓦的燃料電池系統(tǒng),可以滿足市場的需求。

國內(nèi)氫能與燃料電池發(fā)展現(xiàn)狀及分析

1、國內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)鏈的結(jié)構(gòu)分析

氫能產(chǎn)業(yè)鏈主要包括:氫的制取、儲存、運(yùn)輸和應(yīng)用等環(huán)節(jié)。氫既可廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)領(lǐng)域,又可應(yīng)用于新興的氫能車輛(包括乘用車、商用車、物流車、叉車、軌道車等)以及氫能發(fā)電(包括熱電聯(lián)供分布式發(fā)電、發(fā)電儲能、備用電源等)。為加快發(fā)展中國的氫能產(chǎn)業(yè),依據(jù)目前的資源條件和能源產(chǎn)業(yè)狀況,應(yīng)在加強(qiáng)氫安全的基礎(chǔ)上,積極推行氫源多元化及氫能多元化和規(guī)模化應(yīng)用。

我國近年來每年純度99%以上氫氣的使用量約700億立方米(約600萬噸),年產(chǎn)值1200億元人民幣以上。目前國內(nèi)發(fā)展氫能的生產(chǎn)方式,主要有煤制氫、天然氣制氫和工業(yè)副產(chǎn)氫,其中工業(yè)副產(chǎn)氫追溯其上游一次能源主要還是煤和天然氣。因此,目前國內(nèi)氫能生產(chǎn)主要還是依靠化石能源,而電解水制氫僅占比2%—4%,占比較為有限。對于氫能的消費(fèi),國內(nèi)大約90%或更多純度99%左右的氫氣都用于煉化產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的加氫,以及合成氨、合成甲醇、石油煉化等化工領(lǐng)域,僅有2%—4%的氫氣作為工業(yè)氣體用于冶金、鋼鐵、電子、建材、精細(xì)化工等行業(yè)的還原氣、保護(hù)氣、反應(yīng)氣等,而在燃料電池汽車領(lǐng)域氫能的利用更少?？傮w看,目前我國具備一定的氫工業(yè)基礎(chǔ),但是仍然還是以工業(yè)原料為主。氫作為能源消費(fèi)的市場規(guī)模依然較小。

在氫能和燃料電池發(fā)展方面,我國也一直不落后。2016年10月,中國標(biāo)準(zhǔn)化研究院資源與環(huán)境分院和中國電器工業(yè)協(xié)會發(fā)布的《中國氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展藍(lán)皮書(2016)》首次提出了我國氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展路線圖(表1)。對我國中長期加氫站和燃料電池車輛發(fā)展目標(biāo)進(jìn)行了規(guī)劃?！吨袊圃?025》明確提出燃料電池汽車發(fā)展規(guī)劃,更是將發(fā)展氫燃料電池提升到了戰(zhàn)略高度。目前不論是國內(nèi)的氫能技術(shù),還是氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),雖然都具有一定的戰(zhàn)略規(guī)模,但是與國際最先進(jìn)水平還有一定的差距。

2、我國燃料電池產(chǎn)業(yè)和技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

1) 國內(nèi)燃料電池產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀及問題

在我國中東部沿海經(jīng)濟(jì)、技術(shù)實(shí)力較強(qiáng)的珠三角、長三角和北京等地區(qū),聚集了我國燃料電池發(fā)展的主要企業(yè)。并且,近2年燃料電池投資熱度升溫,由幾年前的數(shù)家發(fā)展到現(xiàn)在的近千家燃料電池企業(yè)。與國外豐田、現(xiàn)代等燃料電池生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展路線不同,中國氫燃料電池汽車企業(yè)主要分布在商用車領(lǐng)域——?dú)淙剂想姵厣逃密囈褜?shí)現(xiàn)量產(chǎn)。氫燃料電池乘用車還處于示范運(yùn)行階段,其中上汽集團(tuán)對燃料電池乘用車投入力度最大,2017年發(fā)布國內(nèi)第一款商業(yè)化燃料電池輕型客車——大通V80。燃料電池叉車方面,我國已有東莞氫宇等企業(yè)布局,隨著氫能市場不斷成熟,我國叉車市場會是燃料電池另一個巨大的應(yīng)用場景。

加氫站方面,目前我國已形成了一批從加氫站設(shè)計到運(yùn)營的企業(yè),這些企業(yè)主要集中在北上廣地區(qū)。目前我國制氫、儲氫、加氫等環(huán)節(jié)的關(guān)鍵核心設(shè)備,還不能全部“國產(chǎn)化”,成本難降。我國建成可運(yùn)行加氫站12個,在建19個,典型代表北京永豐加氫站和上海安亭加氫站均從國外引進(jìn)核心設(shè)備和技術(shù)咨詢服務(wù)。我國示范性加氫站及燃料電池客車車載供氫系統(tǒng)尚處于35兆帕壓力技術(shù)水平。為與客車配套,現(xiàn)有加氫站采用45兆帕隔膜式壓縮機(jī)、45兆帕儲氫罐和35兆帕氫氣加注機(jī)等設(shè)備,壓力標(biāo)準(zhǔn)提升還有待未來70兆帕燃料電池汽車普及。

2) 國內(nèi)燃料電池技術(shù)現(xiàn)狀及問題

在系統(tǒng)方面,國內(nèi)燃料電池開發(fā)以車用質(zhì)子交換膜燃料電池為主,已經(jīng)具有系統(tǒng)自主開發(fā)能力且生產(chǎn)能力較強(qiáng)。以新源動力、億華通、氟爾賽、重塑科技和國鴻重塑為代表的企業(yè),具備年產(chǎn)萬臺燃料電池系統(tǒng)的批量生產(chǎn)能力。然而在燃料電池系統(tǒng)關(guān)鍵零部件方面,中國與國際先進(jìn)水平差距較大,基本沒有成熟產(chǎn)品。

在電堆方面,國內(nèi)燃料電池電堆正在逐漸起步,電堆及產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)數(shù)量逐漸增長,產(chǎn)能量級提升,到2018年國內(nèi)電堆產(chǎn)能超過40萬千瓦。目前,國內(nèi)電堆廠商主要有兩類:①自主研發(fā),以新源動力、神力科技和明天氫能為代表;②引進(jìn)國外成熟電堆技術(shù),以廣東國鴻為代表,其余企業(yè)有濰柴動力、南通百應(yīng)等。

在雙極板方面,由于機(jī)加工石墨板成本高,復(fù)合材料雙極板近年來開始走向應(yīng)用,如石墨/樹脂復(fù)合材料、膨脹石墨/樹脂復(fù)合材料、不銹鋼/石墨復(fù)合材料等。國內(nèi)新源動力開發(fā)的不銹鋼/石墨復(fù)合雙極板電堆已經(jīng)應(yīng)用于上汽大通V80輕型客車上。廣東國鴻引進(jìn)加拿大Ballard公司膨脹石墨/樹脂復(fù)合雙極板生產(chǎn)技術(shù),生產(chǎn)電堆已經(jīng)裝備數(shù)百輛燃料電池車。乘用車燃料電池具有高能量密度需求,金屬雙極板相較于石墨及復(fù)合雙極板具有明顯優(yōu)勢。金屬雙極板的設(shè)計及加工技術(shù)主要掌握在國外企業(yè),國內(nèi)企業(yè)尚處于小規(guī)模開發(fā)階段,但是明天氫能科技公司正在建設(shè)年產(chǎn)萬臺級自動化生產(chǎn)線。

在膜電極方面,以新源動力、武漢理工新能源為代表,初步具備了不同程度的生產(chǎn)線,年產(chǎn)能在數(shù)千平方米到萬平方米,但還需要開發(fā)以狹縫涂布為代表的大批量生產(chǎn)技術(shù)。市場上主要生產(chǎn)全氟磺酸膜的企業(yè)主要來自于美國、日本、加拿大及中國。我國已具備質(zhì)子交換膜國產(chǎn)化能力,山東東岳集團(tuán)質(zhì)子交換膜性能出色,具備規(guī)?；a(chǎn)能力。目前,東岳DF260膜厚度可做到15μm,在OCV情況下耐久性大于600小時。

在催化劑方面,海外企業(yè)領(lǐng)先,國內(nèi)正起步。國內(nèi)尚處于研究階段的單位有兩類:①國內(nèi)企業(yè),如貴研鉑業(yè)。貴研鉑業(yè)主營汽車尾氣鉑催化劑,和上汽共同研發(fā)燃料電池催化劑。②研究機(jī)構(gòu),如中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所、上海交通大學(xué)、清華大學(xué)等。例如,中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所制備的Pt3Pd/C合金催化劑,已應(yīng)用于新源動力生產(chǎn)的燃料電池發(fā)動機(jī)。

在碳紙產(chǎn)品方面,主要由日本Toray公司等幾個國際大生產(chǎn)商壟斷,國內(nèi)碳紙產(chǎn)品尚處于研發(fā)及小規(guī)模生產(chǎn)階段。

在系統(tǒng)部件方面,氫氣循環(huán)泵主要依賴進(jìn)口,空壓機(jī)還沒有能夠大批量生產(chǎn),缺少低功耗高速無油空壓機(jī)產(chǎn)品。

總而言之,我國在整車、系統(tǒng)和電堆方面均已有所布局,但零部件方面的相關(guān)企業(yè)仍較少,特別是最基本的關(guān)鍵材料和部件,如質(zhì)子交換膜、碳紙、催化劑、空壓機(jī)、氫氣循環(huán)泵等;國內(nèi)雖有相關(guān)企業(yè)開始介入,但與國際先進(jìn)產(chǎn)品相比,可靠性和耐久性仍存在較大差距,大部分關(guān)鍵零部件及關(guān)鍵材料仍依賴進(jìn)口。

3、國內(nèi)氫能燃料電池存在的問題及對策

1) 關(guān)鍵材料與核心部件缺少批量生產(chǎn)技術(shù)

近年來,我國氫能燃料電池技術(shù)整體上取得了長足的發(fā)展,但關(guān)鍵材料、核心部件的批量生產(chǎn)技術(shù)尚未形成,催化劑、隔膜、碳紙、空壓機(jī)、氫氣循環(huán)泵等仍主要依靠進(jìn)口,這嚴(yán)重制約了我國氫能燃料電池產(chǎn)業(yè)的自主可控發(fā)展。應(yīng)當(dāng)看到,我國在高活性催化劑、高強(qiáng)度高質(zhì)子電導(dǎo)率復(fù)合膜、碳紙、低鉑電極、高功率密度雙極板等方面的技術(shù)水平目前已經(jīng)達(dá)到甚至超過了國外的商業(yè)化產(chǎn)品,但多停留于實(shí)驗(yàn)室和樣品階段,還沒有形成大批量生產(chǎn)技術(shù)。因此,亟待加強(qiáng)上述關(guān)鍵材料核心部件的技術(shù)轉(zhuǎn)化,加快形成具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的批量制備技術(shù)和建立產(chǎn)品生產(chǎn)線,全面實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵材料核心部件的國產(chǎn)化與批量生產(chǎn)。同時,進(jìn)一步提高電堆比功率,降低電堆鉑用量,才能大幅降低燃料電池產(chǎn)品的成本。

2) 電堆和系統(tǒng)可靠性與耐久性有待提高

目前,我國燃料電池堆和系統(tǒng)可靠性與耐久性等與國際先進(jìn)水平仍存在差距,在全工況下的可靠性與耐久性有待提高。燃料電池系統(tǒng)可靠性與壽命不完全由電堆決定,還依賴于系統(tǒng)配套,包括燃料供給、氧化劑供給、水熱管理和電控等。因此,需加強(qiáng)燃料電池系統(tǒng)整體的過程機(jī)理及控制策略研究。這方面我國已取得一定的成果,如中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所采用“電-電”混合的基礎(chǔ)上,還采用限電位控制、膜電極在線水監(jiān)測、氫側(cè)循環(huán)等控制策略和技術(shù)方法,有效提升了燃料電池系統(tǒng)的壽命和耐久性。因此,應(yīng)在已有基礎(chǔ)上,進(jìn)一步加強(qiáng)車載工況、低溫、雜質(zhì)等實(shí)際運(yùn)行環(huán)境下的衰減機(jī)理與環(huán)境適應(yīng)性研究,大幅提升燃料電池產(chǎn)品的可靠性與耐久性。

3) 加氫站建設(shè)成本高、加氫費(fèi)用高

目前,加氫站建設(shè)成本高,氫氣運(yùn)輸成本較高,造成加氫費(fèi)用高,同時加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施不完善,直接制約了氫燃料電池汽車的發(fā)展、商業(yè)化示范運(yùn)行和大規(guī)模應(yīng)用。加快加氫站建設(shè),建立其建設(shè)審批程序和運(yùn)營監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)成為當(dāng)務(wù)之急。通過加強(qiáng)加氫站關(guān)鍵材料、核心部件及技術(shù)國產(chǎn)化,進(jìn)一步降低加氫站建設(shè)成本。通過發(fā)展氫儲運(yùn)技術(shù),如液氫儲運(yùn)、氫的管道運(yùn)輸以及新型儲氫材料如有機(jī)液體儲氫等,降低氫氣儲運(yùn)成本。在此基礎(chǔ)上,通過選擇有廉價氫源的地區(qū)先行開展氫燃料電池汽車的商業(yè)化運(yùn)營,將有效地促進(jìn)加氫站技術(shù)的提升和逐步降低氫氣使用成本,進(jìn)而通過技術(shù)提升、市場輻射,帶動我國氫能燃料電池產(chǎn)業(yè)的整體技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。此外,對于暫時無加氫站或邊遠(yuǎn)地區(qū)不宜建加氫站的情況,車載甲醇制氫的燃料電池車具有一定優(yōu)勢,可以進(jìn)行示范。同時,也應(yīng)布點(diǎn)發(fā)展汽柴油車載制氫技術(shù),為發(fā)展特種應(yīng)用的燃料電池車奠定基礎(chǔ)。

4) 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、檢測體系不健全、不完善

目前氫能燃料電池方面的標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)不能滿足產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的需求,表現(xiàn)在支撐行業(yè)發(fā)展的氫制備、儲運(yùn)、加注及實(shí)際工況下氫燃料電池從部件到系統(tǒng)的評價檢測體系等仍不健全,使得產(chǎn)業(yè)全鏈條下的產(chǎn)品推廣受到嚴(yán)重的制約和限制。亟待完善氫能燃料電池技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系,建立完整的材料、部件、系統(tǒng)的有效檢測體系,為氫能燃料電池的技術(shù)發(fā)展、產(chǎn)品應(yīng)用提供基礎(chǔ)保障。

我國氫能與燃料電池發(fā)展展望

1、國內(nèi)氫能與燃料電池發(fā)展趨勢

商用車帶動加氫站建設(shè),降低氫氣與燃料電池成本。我國燃料電池汽車發(fā)展路徑明確:通過商用車發(fā)展,規(guī)模化降低燃料電池和氫氣成本,同時帶動加氫站配套設(shè)施建設(shè),后續(xù)拓展到乘用車領(lǐng)域。優(yōu)先發(fā)展商用車的原因在于:一方面,公共交通平均成本低,而且能夠起到良好社會推廣效果,待形成規(guī)模后帶動燃料電池成本和氫氣成本下降;另一方面,商用車行駛在固定線路上且車輛集中,建設(shè)配套加氫站比較容易。當(dāng)加氫站數(shù)量增加、氫氣和燃料電池成本降低時,又會支撐更多燃料電池汽車。

發(fā)展氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)集群,促進(jìn)全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。燃料電池關(guān)鍵零部件、電堆、系統(tǒng)、制氫儲氫、檢測及整車開發(fā)企業(yè),以“產(chǎn)業(yè)集群”的形式,目前已在上海、廣州、江蘇等地快速發(fā)展。通過氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)集群,可以促進(jìn)氫能燃料電池全產(chǎn)業(yè)鏈的快速發(fā)展,有效降低成本。

2、保障措施與政策需求建議

加強(qiáng)頂層設(shè)計,全面規(guī)劃氫能燃料電池發(fā)展途徑。包括圍繞產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點(diǎn)、產(chǎn)業(yè)布局優(yōu)化、加氫站總體布局、政策措施制定等,從國家層面研究制定氫能燃料電池總體規(guī)劃和發(fā)展路線圖,從而引導(dǎo)我國氫能燃料電池技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)的快速與健康發(fā)展。

加強(qiáng)研發(fā)投入,確保核心技術(shù)自主可控。聚焦氫能燃料電池全產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵核心技術(shù),通過設(shè)立氫能燃料電池專項(xiàng)等促進(jìn)從基礎(chǔ)研究、關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、應(yīng)用示范到產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化的創(chuàng)新能力提升,保障我國氫能燃料電池核心技術(shù)全面、自主的持續(xù)發(fā)展。

統(tǒng)籌產(chǎn)業(yè)布局,引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)調(diào)發(fā)展。瞄準(zhǔn)氫能燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈缺失環(huán)節(jié)和關(guān)鍵環(huán)節(jié),鼓勵有產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)的重點(diǎn)地區(qū)建設(shè)氫能燃料電池產(chǎn)業(yè)園區(qū),加快產(chǎn)業(yè)集群建設(shè)。在氫能基礎(chǔ)設(shè)施方面,可通過加大加氫站的國家和地方補(bǔ)貼力度、鼓勵國有和社會資本共同參與建設(shè)、支持加油(氣)站與加氫站合建等措施加速加氫站的建設(shè)。在此基礎(chǔ)上,通過重點(diǎn)地區(qū)的商業(yè)化示范運(yùn)營,帶動全產(chǎn)業(yè)鏈的成熟和完善,從而促進(jìn)我國氫能燃料電池產(chǎn)業(yè)的全面均衡發(fā)展。

加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)制定,支撐技術(shù)進(jìn)步與產(chǎn)業(yè)發(fā)展。建設(shè)若干氫能燃料電池國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新基地,完善氫能燃料電池全產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)和檢測標(biāo)準(zhǔn)。例如,目前相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)仍將氫氣按照危險化學(xué)品管理,導(dǎo)致加氫站的審批、建設(shè)、運(yùn)營受到制約。如果明確車用氫氣的能源性質(zhì),細(xì)化車用氫氣的制備、儲運(yùn)、加注相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),將對加速氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)起到極為重要的保障作用。