燃料動力電池汽車一直被很多專家認為是新能源汽車的終級解決方法，原因在于，燃料動力電池汽車具有效率高、噪音低、無污染物排出等優(yōu)點，是真正意義上的高效、清潔汽車。但是，相比純電動汽車，燃料動力電池汽車在我國的推廣應用情況并不理想。

最近，一直較為沉寂的燃料動力電池汽車忽然“火”了起來，不僅政府部門強調要大力發(fā)展，不少車企也在這一領域加緊布局，圍繞其召開的各種論壇更是接踵而至。不過，燃料動力電池汽車是否真迎來了發(fā)展機遇期？它會是清潔能源汽車發(fā)展的另一風口嗎？與燃料動力電池汽車密切相關的各項技術、各個環(huán)節(jié)是否足以支撐其發(fā)展？關于上述這些問題仍需探討。就此，本報將從儲能、燃料動力電池技術、加氫站建設、示范運營等方面進行系列調查和報道。

在純電動汽車產(chǎn)銷量上，我國排名世界第一，但被認為是新能源汽車最終方向的燃料動力電池汽車推廣卻甚是緩慢。不得不承認，現(xiàn)階段，燃料動力電池汽車的推廣應用仍有不少阻礙因素，其中作為源頭的氫能便是其中之一。氫能的阻礙用途體現(xiàn)在哪里？中關村儲能協(xié)會顧問貢力說：“如今制氫不是難題，制約燃料動力電池汽車發(fā)展的是氫氣的儲存與運輸。”同濟大學校長助理、智能型新能源汽車協(xié)同創(chuàng)新中心主任余卓平日前也指出，能源戰(zhàn)略一旦明確，解決儲能與運輸問題，將來燃料動力電池技術會進入非常快的發(fā)展期。

氫能供給不再是難題

“目前我國有充足的廉價氫燃料供給。”我國工程院院士、我國科學院大連化學物理研究所研究員衣寶廉近日指出，我國工業(yè)副產(chǎn)氫的年產(chǎn)量可供幾百萬輛氫燃料動力電池汽車使用。同時，我國可再生能源氫資源相當豐富，通過電解水技術利用棄水、棄風、棄光資源，每年約可以制備300萬噸氫。

目前，氫氣的來源非常廣泛，歸結起來，重要有化工尾氣回收、天然氣制氫、煤制氫、甲醇制氫和電解水制氫等幾種方式。“燃料動力電池汽車興起之后，人們不斷探索多種制氫方式。”北京低碳清潔能源研究所氫能研發(fā)部經(jīng)理何廣利告訴記者。

不過，記者同時了解到，理論上，氫能儲備非常充足，但從幾種重要的制氫方式來看，技術仍不完善，氫能供給體系也不穩(wěn)定。何廣利告訴記者，分析幾種制氫方法，從工藝成熟度及成本來說，各有其優(yōu)劣勢，但綜合來看，傳統(tǒng)的煤制氫仍是現(xiàn)階段主流方式。

舉例來說，目前我國工業(yè)用氫氣制取技術相對成熟，但與之對應的燃料動力電池用氫氣純化技術發(fā)展滯后。氣體設備網(wǎng)技術顧問張強說：“純度為60％～80％的氫氣習慣上稱之為化工氫。但化工氫不能直接使用，一般都要提純，提純成本與氣體廠采用的工藝有直接關系，最后的銷售價格大約為1.7元/立方米，假如不是大規(guī)模采購，價格會超過2.7元/立方米。”從價格來看，化工氫雖然便宜，但加上提純費用，成本會陡然提高。而從數(shù)量上看，即便100%回收化工尾氣中的氫，數(shù)量也有限。

化工制氫的局限性引導科研人員把目光瞄向新的制氫方法，這其中就包括甲醇制氫。近年來，甲醇制氫的被重視促使甲醇燃料動力電池汽車在部分領域得以推廣。不過，四川亞聯(lián)高科技股份有限公司董事長王業(yè)勤同時強調：“甲醇制氫的成本大約為1.8元～2元/立方米，雖說成本不算高，但甲醇的最大用途是生產(chǎn)聚丙烯，用于制氫的甲醇數(shù)量占比很小。”

相對而言，電解水制氫更受歡迎，因為我國棄水、棄風、棄光資源非常豐富，也因此，電解水制氫在燃料動力電池發(fā)展中被認為是最有前途的制氫方法。據(jù)了解，通過電解水獲得的氫氣純度高達99.999%，不要再次提純，可以直接供應燃料動力電池汽車使用。

不過，目前電解水制氫的技術還有待提高，成本較高，還難以大規(guī)模運用。何廣利說：“制取一立方米氫氣大約要4.8~5度電，即便用谷電制氫，最終成本也在3元/立方米左右。”張強告訴《我國汽車報》記者，電解水制氫還有一個問題不能忽視，隨著時間推移，電解池的電阻會升高，電解氫的耗電量會新增，導致成本再次上升。

“目前來看，受技術所限，化工尾氣回收、電解水制氫等方式都無法實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，無法滿足燃料動力電池汽車的需求。天然氣制氫可以實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，但天然氣價格波動劇烈，對公司制氫有較大影響。”何廣利說，“煤制氫仍是當下主流制氫方式。煤制氫的工藝成熟，成本也最低，大約為1.1元/立方米。”

總體來看，目前制氫途徑并不少，能源供給也足以推動燃料動力電池汽車的發(fā)展。但從工藝和成本上看，我國氫能供給體系不完善，氫能供給技術體系也還沒有形成。為此，有專家提議，我國需加快制定氫能供給技術研發(fā)支持計劃，堅持公司作為創(chuàng)新主體，多種技術路線共同發(fā)展。

儲存和運輸是一大難題

與氫氣的供給相比，儲存和運輸問題更為嚴重。衣寶廉認為，產(chǎn)氫與用氫不在同一地方，將廉價的副產(chǎn)氫和棄風等電解水制氫的氫儲存和運輸?shù)接脷涞攸c——加氫站，是燃料動力電池車大規(guī)模示范的關鍵環(huán)節(jié)。目前，我國氫氣儲存和運輸技術仍不足，存儲和運輸公司較少，氫氣制備及加注公司的產(chǎn)業(yè)化水平低。

從技術角度看，目前工業(yè)上重要采用-253℃下的液態(tài)氫，或700個大氣壓以上高壓氫氣進行氫能源的存儲和運輸。關于液態(tài)氫來說，由于氫氣的熔點很低，實現(xiàn)氫氣的液態(tài)化很難，從經(jīng)濟角度看，儲存和運輸液態(tài)氫并不劃算。另外，液態(tài)氫會“吸收”金屬容器生成氫化物，降低氫氣的純度。近年來，科研人員發(fā)明了化學儲氫方法，即讓氫氣存儲于化學物質中，或者與某種物質進行化學反應，要使用時通過加熱或者利用隔膜提取出來。

不過，現(xiàn)有技術成本高且存在安全隱患，是氫能源利用技術中的一個關鍵瓶頸。何廣利說，上述兩種儲存與運輸方法都有一定的局限性，目前，氫氣儲存與運輸還是重要采用700個大氣壓以上加壓的方法，但即便加壓，容器中氫氣重量也非常有限。據(jù)介紹，一輛載重35噸的氫氣運輸車，其容器中氫氣的重量只有幾百公斤。

另外，為了保證氫氣運輸安全，壓力容器必須很牢固，因此，容器重量遠超過氫氣重量。“為了保證氫氣運輸安全，我國規(guī)定運輸氫氣的壓力并不太大，壓力低儲存量就少。綜合起來，氫氣儲存和運輸成本約為9元/立方米，遠超過制氫成本。”何廣利說。

電解水制氫運輸和儲存難度更大。貢力說：“利用風能和光能電解水制氫實現(xiàn)了能源的循環(huán)利用。但是，我國風電場、光電場大多數(shù)在西北地區(qū)，儲存與運輸?shù)膯栴}更為嚴重。”

除此之外，由于技術所限，我國目前存儲和運輸公司還很少，遠沒有形成產(chǎn)業(yè)化規(guī)模。有專家表示，我國要加快培育氫氣存儲和運輸公司，實現(xiàn)從制氫到儲存、運輸整個產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同發(fā)展。

技術與國外差距明顯

“從制氫技術來看，我國與日本、美國沒有太大差距。”何廣利說，但在儲氫與運輸技術上仍有一定差距。

以儲氫技術為例，容器壓力的大小決定容量的大小，壓力越大，存儲量也就越大。目前，我國普遍采用35兆帕壓力標準，而日本、美國則采用70兆帕壓力標準。何廣利說，我國目前也在研究70兆帕壓力標準。

另外，從存儲設備來說，目前日本、美國普遍采用四型瓶裝載氫氣。四型儲氫瓶具有重量輕、循環(huán)壽命長、成本低等優(yōu)點，但缺點是氣密性較差。我國曾經(jīng)在CNG公交車上使用過四型儲氣瓶，但發(fā)生過泄漏事故，而后被禁止使用。此后，我國CNG以及燃料動力電池汽車都改用三型儲氣瓶，三型儲氣瓶雖不易泄漏，但卻較重，循環(huán)壽命短，成本也較高。“四型儲氣瓶被禁止使用后，國內公司在這方面的研究幾乎是空白。”何廣利說，“近年來，國內公司又逐漸認識到四型瓶的優(yōu)勢，也在加強這方面研究。”

總之，我國在氫能的存儲和運輸上與國外差距還比較明顯，但存儲和運輸恰恰是制約燃料動力電池汽車發(fā)展的基礎和關鍵環(huán)節(jié)。對此，有專家指出，推動燃料動力電池汽車的發(fā)展，保障燃料動力電池汽車所需的氫能供給，我國要加強頂層設計，制定國家氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導意見。在此基礎上，完善氫能技術研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化及示范應用等支持政策措施，從而形成有力的支持政策體系。