無獨有偶。2023年5月5日，北京市大興區(qū)10輛氫燃料電池公交車正式“上崗”，全部投放給興40路車隊。

 

作為推進“碳達峰、碳中和”的有效路徑，氫能被推上了風口，尤其是在燃料電池領域。與電動汽車相比，氫燃料電池汽車在使用過程中消耗氫氣和氧氣，通過電化學反應發(fā)電，最后排出的是水，“零碳”是其最大優(yōu)勢。

 

根據(jù)中國氫能聯(lián)盟的預測，2020年以后中國氫能需求持續(xù)增加，尤其是2030年以后，為達成“碳達峰、碳中和”的目標，氫能需求量將大增。2026年至2035年中國氫能產業(yè)產值將達到5萬億元。業(yè)界人士表示，氫能具有來源豐富、應用廣泛、燃燒熱值高、清潔綠色等特點，其燃燒熱值遠高于其他燃料，是目前最有潛力替代傳統(tǒng)化石資源的“未來能源”之一。

 

 

氫燃料電池車與柴油車和純電車相比具有諸多優(yōu)勢：

 

從經濟性上看，在國家示范城市群政策期內，補貼后氫燃料電池車的購車成本已經接近甚至低于柴油車和純電車，且單位TCO與柴油車和純電動車相比也具有一定競爭力。今后隨著電堆系統(tǒng)規(guī)模化生產、技術進步以及加氫成本的降低，氫燃料電池車的經濟性有望進一步凸顯，迎來爆發(fā)式增長。

 

從使用便利性上看，氫燃料電池車具有與柴油車類似的便捷性，加氫時間遠遠短于充電時間，單次續(xù)駛里程比電動車更長，且同款車型載重量要高于電動車，同時還能滿足重載、低溫環(huán)境啟動等苛刻條件的要求，在中長途運輸方面更具有優(yōu)勢。

 

從環(huán)保角度看，氫燃料電池車與電動車一樣具有零排放優(yōu)勢，每使用1kg氫氣替代汽柴油可減排10——15kg二氧化碳，且無NOx及顆粒物排放，對于在交通領域實現(xiàn)“碳達峰”和“碳中和”目標具有重要推動作用。

 

 

“現(xiàn)在的氫燃料電池行業(yè)，跟十年前的電動車行業(yè)類似。”近日，國氫科技的技術總監(jiān)陳平在接受媒體采訪時表示，不論是整車，還是電池、電機這種關鍵零部件，國家的政策導向對產業(yè)的促進作用非常大。目前，氫能已經納入我國能源戰(zhàn)略，成為我國優(yōu)化能源消費結構和保障國家能源供應安全的戰(zhàn)略選擇。

 

自2016年以來，國家加速推出氫能源相關政策，強調要加速發(fā)展氫能源產業(yè)。國家在2020年制定了燃料電池汽車示范應用的支持政策，鼓勵產業(yè)集群聯(lián)合開展關鍵技術產業(yè)化攻關。截止2022年2月，已有兩批5個城市群獲批，各城市群的申報方案充分地結合了組團城市氫燃料電池汽車產業(yè)鏈企業(yè)的技術優(yōu)勢，深入地挖掘了特色的應用場景，譬如家具配送、港口運輸、冷鏈物流等，同步規(guī)劃相關基礎設施，并在支持技術研發(fā)、引進高質量人才、搭建創(chuàng)新平臺等支持政策和地方配套資金上給予充分保障。

 

2021年10月29日，國家發(fā)展改革委聯(lián)合生態(tài)環(huán)境部等部門印發(fā)《“十四五”全國清潔生產推行方案》，提出通過綠氫煉化、氫能冶金等手段加快燃料原材料的清潔替代和清潔生產技術應用示范。2022年3月，國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合發(fā)布《氫能產業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035年）》，首次明確氫能是未來國家能源體系的重要組成部分，并對氫能作了15年長遠規(guī)劃，制定了三個五年維度的發(fā)展目標。

 

在國家“十四五”規(guī)劃和2035年遠景目標綱要中都提到要加快儲能、氫能發(fā)展，各地方政府也相繼出臺氫能產業(yè)扶持政策，氫能產業(yè)的版圖持續(xù)擴展。據(jù)統(tǒng)計，廣東、北京、河南、浙江、陜西等20余個省（區(qū)、市）出臺了氫能產業(yè)發(fā)展相關政策。

 

從國家及地方出臺的相關政策來看，我國對氫燃料電池產業(yè)扶持的重心，是從系統(tǒng)集成逐漸擴展到上游的關鍵零部件以及核心材料方面。可以展望的是，隨著我國燃料電池汽車城市群示范工作的不斷推進，將持續(xù)拉動產業(yè)規(guī)模化發(fā)展并促進關鍵核心技術升級，氫能制、儲、運、加、用的全鏈條成本將進一步降低，氫燃料電池汽車全生命周期成本將逐步和傳統(tǒng)燃油車輛接近。

 

 

1966年美國通用汽車首次真正將氫燃料電池（堿性）應用在汽車上（Electrovan），將所有的燃料電池部件和儲氫罐裝在面包車的后部，整車僅容下兩人，行駛里程約120英里。

 

1993年加拿大巴拉德動力公司研制出世界首輛質子膜氫燃料電池汽車。近20年，戴姆勒、現(xiàn)代、豐田等各個車企在氫燃料電池汽車方面不斷研發(fā)改進，已陸續(xù)開發(fā)出NECAR、NEXO、MIRAI等一系列標志性的車型，也快速打開了氫燃料電池在全球各類車型上的全面應用。

 

近5年中國氫能產業(yè)化速度明顯加快，尤其是企業(yè)、資本的關注與參與大幅增加，已涌現(xiàn)出包括億華通、重塑、上汽捷氫、東岳氫能等一批骨干企業(yè)正在全面加快發(fā)展步伐，努力實現(xiàn)后來居上。國務院辦公廳在2020年發(fā)布的《新能源汽車產業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》提出，力爭經過15年的持續(xù)努力，燃料電池汽車實現(xiàn)商業(yè)化應用。

 

據(jù)歐陽明高院士介紹，中國氫能燃料電池系統(tǒng)、燃料電池汽車2022年銷售超過3000輛，累計1.3萬輛以上，在全球商用車燃料電池排在全球第一位，應用場景也從最開始的單一大客車到目前已經覆蓋到全系的商用車，累計已有60余家整車企業(yè)推出燃料電池汽車，70余家燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)企業(yè)。

 

根據(jù)相關研究規(guī)劃，預計在“十四五”期間，我國氫燃料電池汽車保有量將達到10萬輛，2035年將突破100萬輛，應用場景也將會呈現(xiàn)出多元化發(fā)展的趨勢。

 

另據(jù)研報顯示，中國氫燃料電池產業(yè)目前與2012年鋰電池極為相似，政策自上而下支持，技術達到產業(yè)化條件，企業(yè)加快布局速度，產業(yè)鏈國產化進程開啟，資本市場投融資熱度持續(xù)上升。與日本、美國相似，我國氫燃料電池產業(yè)有較大的增量，處在行業(yè)上升階段，萬億級產業(yè)挖掘大幕已經拉開。

 

 

對于氫燃料電池在乘用車上的應用，業(yè)內仍然存在一定的爭議，這主要也在于燃料電池商業(yè)化面臨成本高昂、加氫站基礎設施不完善等挑戰(zhàn)。以豐田Mirai為例，其以進口形式在國內的起售價達74.8萬元，遠高于豐田燃油車的售價。

 

中國工程院院士衣寶廉曾公開表示，要實現(xiàn)無補貼的燃料電池車商業(yè)化，必須大幅度降低燃料電池發(fā)動機的成本和氫氣的成本，同時降低加氫站的建設費用。中國工程院院士歐陽明高指出，目前發(fā)展氫燃料電池還需要解決多方面的問題，包括成本降低、加大功率、提高效率以及延長壽命等。

 

 

“當前國內整個氫燃料電池系統(tǒng)的競爭力在快速提升，但是部分核心零部件與國外差距仍很大。”未勢能源科技有限公司副總裁解超表示，氫燃料電池系統(tǒng)主要包括電堆、質子交換膜、膜電極、雙極板、催化劑，儲氫系統(tǒng)主要包括儲氫瓶、瓶口閥和減壓閥等核心零部件。其中，閥門嚴重依賴進口，質子交換膜和催化劑也未取得實質性突破。“不是國內企業(yè)造不出來，而是在使用壽命、技術等方面達不到國外的水平。”

 

技術突破方面，歐陽明高院士表示：“現(xiàn)在車用質子交換膜燃料電池集成已經取得重大突破，相關產業(yè)鏈已經建立，但是電堆水平與國外仍有差距，膜電極尤其是重卡的膜電極成本很高，我們正致力于降低其成本。”

 

“氫氧燃料電池對催化劑的要求是高催化活性、高穩(wěn)定性、長壽命，目前只有鉑族金屬可以用，但鉑族金屬資源少，價格昂貴。當前鉑基催化劑被少數(shù)幾家國際公司所壟斷，研發(fā)催化活性和穩(wěn)定性更高的催化劑并實現(xiàn)商品化應用是關鍵，希望我國的催化劑產業(yè)要跟上，如果不解決這個問題，大規(guī)模發(fā)展是不可能的。”孫世剛院士表示。