著眼未來能源產業(yè)變革，燃料電池迎來起飛“風口”

燃料電池汽車作為新能源汽車遠途運輸?shù)淖罴呀鉀Q方案，正在逐步成為汽車產業(yè)革命的重點發(fā)展方向之一。在日前的相關大會上，燃料電池汽車技術路線再獲多方關注與肯定。政產學研各界人士從氫能供給、燃料電池技術到燃料電池汽車應用等全產業(yè)鏈的發(fā)展趨勢，深入探討了氫能與可再生能源融合技術，以及未來實現(xiàn)氫能與燃料電池汽車全產業(yè)鏈綠色、低碳、零排放的途徑。

頂層設計

從我國燃料電池產業(yè)政策來看，2006年到2014年屬于推廣階段，國家只是將氫能及燃料電池寫入發(fā)展規(guī)劃之中，未出臺補貼以及制定計劃。在2014年發(fā)布的《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動（2014－2020年）》中，正式將“氫能與燃料電池”作為能源科技創(chuàng)新戰(zhàn)略方向。2016年制定的《中國氫能產業(yè)基礎設施路線圖》中，產業(yè)規(guī)劃目標更詳細。

近年來，氫能產業(yè)發(fā)展逐步加速，我國目前已形成了京津冀、長三角、珠三角、華中、西北、西南、東北等七大產業(yè)集群，我國也是目前商用車推廣數(shù)量最多的國家，從2016－2018年累計燃料電池汽車銷量達到3428輛，在北京、張家口、上海、張家港、濰坊、武漢等地都開啟了燃料電池商業(yè)化示范運行。在各示范運營區(qū)域，構建了集制氫、儲氫、運輸、加注和商業(yè)運營一體化的氫能體系。

2016年以來，以公交車、物流車為代表的商用車已陸續(xù)投放市場，我國氫能產業(yè)發(fā)展即將邁入商業(yè)化、規(guī)?；l(fā)展的階段。進行相應的頂層設計，對產業(yè)發(fā)展將具有戰(zhàn)略指導意義。在2019世界新能源汽車大會上，政府層面對燃料電池產業(yè)給予了很大關注。

國務委員王勇指出，當前中國汽車產業(yè)已經(jīng)進入轉型升級的關鍵時期。要大力推進電池革命，加快突破下一代鋰電池、新體系電池和燃料電池等核心技術，大幅提高安全性、可靠性、穩(wěn)定性。強化科學規(guī)劃引導，進一步提升充電、加氫等設施發(fā)展水平。

全國政協(xié)副主席、中國科協(xié)主席萬鋼則建議積極推進燃料電池汽車的產業(yè)化。他認為，相對于遠程公交、城際物流、長途運輸?shù)冉煌ǚ绞?，燃料電池汽車具有清潔零排放、續(xù)駛里程長、加注時間短的特點，是適應市場需求的最佳選擇。雖然我國氫能源豐富，但受基礎設施的制約，燃料電池汽車產業(yè)化速度受到一定限制。因此，下一步要繼續(xù)加強對氫能優(yōu)勢區(qū)域進行氫能的全體系建設。

按照《中國氫能產業(yè)基礎設施發(fā)展藍皮書（2016）》的規(guī)劃，我國到2020年率先實現(xiàn)氫能汽車及加氫站的規(guī)?；茝V應用，達到保有1萬輛燃料電池運輸車輛；到2030年，燃料電池車輛保有量達到200萬輛。關于未來的新能源汽車發(fā)展路徑，工信部副部長辛國斌在大會介紹《新能源汽車產業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021－2035年）》編制的總體思路中提到，要兼容多種技術路線發(fā)展。

科學技術部副部長王曦明確表示，科技部將在“十三五”規(guī)劃的基礎上聚焦商用車、氫燃料電池、儲氫、加氫、制氫技術的研發(fā)。

產業(yè)鏈準備

上汽集團作為中國最大的新能源汽車企業(yè)，發(fā)展新能源汽車全面布局、持續(xù)發(fā)力，著力核心技術的突破，特別是在燃料電池汽車發(fā)展方面走在國內的前列。上汽集團總裁陳志鑫強調，要全面加快燃料電池產業(yè)化落地，計劃未來的高端轎車、輕型汽車、重型公交和商用卡車和商用車型推出更多的燃料電池新品。

北汽集團董事長徐和誼表示，北汽將推動技術多元化，氫燃料電池技術迎來風口，商業(yè)化示范應用已經(jīng)蓄勢待發(fā)。北汽福田已經(jīng)獲得了國內首張氫燃料電池客車牌照，在交付車輛數(shù)量、示范運行里程等方面也處于行業(yè)領先地位。特別是由北汽牽頭建設的國家新能源汽車技術創(chuàng)新中心——實現(xiàn)多元化燃油車替代技術的創(chuàng)新突破，正是國創(chuàng)中心打造世界級新能源汽車技術創(chuàng)新高地的核心領域之一。

在長安汽車總裁朱華榮看來，由于多技術路線的匹配存在諸多技術難題，對于企業(yè)來說，不僅要針對不同技術路線規(guī)劃具體產能，還要在發(fā)展傳統(tǒng)燃油車的同時，儲備純電動、混動、氫燃料等多種技術，難免應接不暇，成本和投入產出面臨挑戰(zhàn)。

隨著政策的進一步支持與技術的加快突破，國內燃料電池關鍵零部件也實現(xiàn)了不同程度的國產化。據(jù)億華通董事長張國強介紹，目前億華通已經(jīng)形成了從控制器、DCDC、氫系統(tǒng)、燃料電池發(fā)動機到開發(fā)測試臺的縱向一體化產品研發(fā)體系。今年年底燃料電池發(fā)動機生產線將達到1萬臺，新引進的電堆質子膜生產線項目年底也有望投產。在剛剛發(fā)布的工信部第320批新車公告中，燃料電池車型有89款，搭載億華通發(fā)動機的有23款。

巨頭布局

伴隨著歐美日韓等地區(qū)的氫能產業(yè)規(guī)劃陸續(xù)出臺，全球范圍氫能社會的構建日漸明晰。

現(xiàn)代汽車集團（中國）副總裁李赫埈在大會上表示，氫能是人類社會最理想的新能源，現(xiàn)代汽車多年來一直在研發(fā)氫燃料電池車技術并投入巨資，成為全球第一家實現(xiàn)氫燃料池商用化的車企，并成功開發(fā)了100多種核心零部件，2018年，新一代氫燃料電池車NEXO的上市，更是向世人詮釋了未來環(huán)保汽車的發(fā)展方向。到2030年，現(xiàn)代汽車燃料電池車的年產銷目標要達到50萬輛。

豐田汽車中國投資有限公司技術總監(jiān)湯田修事認為，氫能源可以利用多種能源生產，并且能夠通過使用氫氣來實現(xiàn)能源的靈活性。1992年，豐田開始燃料電池汽車的研發(fā)，同時還開發(fā)了燃料電池系統(tǒng)。經(jīng)過了20年發(fā)展，豐田正在努力降低乘用車成本，然后關注商用車輛的研發(fā)制造，這種戰(zhàn)略會產生一定的協(xié)同效應，對氫能源的部署，特別是基礎設施的增加有一定幫助。

大眾汽車集團CEO迪斯的觀點保持謹慎樂觀“從中長期來看，燃料電池或合成燃料將變得更加重要，它們尤其適合搭載于長續(xù)航里程的電動汽車。”他認為，目前無論燃料電池還是合成燃料，都無法以合理的價格或工業(yè)規(guī)模獲得。此外，還須為燃料電池汽車額外建立全新的基礎設施。只有氫氣成為過剩的可再生能源，這項技術才將成為真正的替代品。

寶馬集團研發(fā)董事傅樂希表示，寶馬集團的戰(zhàn)略目標一直期望在可持續(xù)出行方面取得技術和創(chuàng)新的領導地位，氫燃料電池就是六個核心領域之一。寶馬的燃料電池技術將在輕型和重型汽車上展現(xiàn)出比乘用車更大的優(yōu)勢。

制約瓶頸

世界新能源汽車大會科技委員會聯(lián)合主席、清華大學教授、中國科學院院士歐陽明高在大會上介紹，中國是燃料電池商用車推廣的領先國家，現(xiàn)在實際運行的估計有2000輛左右，采用燃料電池混合動力技術比較成功。中國目前的氫產量完全能滿足到2035年的供氫需求，“我國目前副產氫和棄光、棄風、棄水的電至少做到500萬噸，有人說是800萬噸甚至1000萬噸?！?/p>

歐陽明高還表示，燃料電池發(fā)動機技術面向2035年，同樣可以滿足規(guī)模應用需求，再過5年將會趨于成熟。近幾年中國燃料電池進展非?？?，膜電極、電堆、發(fā)動機的全產業(yè)鏈已經(jīng)打通，全球資源正向中國匯集。

產業(yè)要發(fā)展，仍然面臨諸多問題與挑戰(zhàn)。歐陽明高認為，氫燃料電池商用車產業(yè)鏈的制約瓶頸不在兩頭，而在中間，即車下運氫、車載儲氫和氫能加注。 商用車對燃料成本非常敏感，同時耗氫量大，意味著車載氫瓶多，在動力系統(tǒng)中體積最大，安全最敏感，成本變?yōu)樽罡?。此外，加氫占用加氫站時間長，占地面積大，商用車本來體積就大，還需要安全距離，使單站服務車數(shù)量減少為乘用車的1／3以下。

燃料電池元老、中國工程院院士衣寶廉從燃料電池汽車產業(yè)與技術的角度深入分析了目前我國燃料電池汽車技術的短板及產業(yè)化發(fā)展瓶頸。他表示，目前我國燃料電池汽車已進入市場導入階段，取得可喜的成績，燃料電池汽車示范運營在全國范圍內開展，燃料電池的功率密度已有較大幅度提升。但我國燃料電池系統(tǒng)可靠性與耐久性與國際先進水平仍存在差距，尤其是燃料電池關鍵材料如電催化劑，質子交換膜、碳紙等國產化能力弱，制約產業(yè)發(fā)展。針對我國燃料電池汽車技術發(fā)展現(xiàn)狀，衣寶廉院士提出要盡快完善燃料電池的產業(yè)鏈，建設燃料電池關鍵零部件如碳紙、質子交換膜等的國產化能力；在提高可靠性和耐久性方面，要深入研發(fā)電堆的衰減機理，開發(fā)抗腐蝕、穩(wěn)定的新材料。

結語

在今年3月李克強總理的《2019年國務院政府工作報告》中，明確提出了“推動充電、加氫等設施建設”，這也是氫能首次被寫入政府工作報告。 隨著我國氫能與燃料電池產業(yè)鏈進一步完善，核心關鍵技術逐步取得突破，我國氫能與燃料電池汽車產業(yè)必將釋放巨大的潛力。未來燃料電池汽車以其獨特的技術特點和清潔環(huán)保的特性將逐漸成為我國新能源汽車產業(yè)的重要組成部分。

作者楊曉紅