隨著環(huán)境問(wèn)題和能源問(wèn)題的日益突出，新能源汽車(chē)成為世界各大汽車(chē)廠商及科研機(jī)構(gòu)的研究熱點(diǎn)。與純電動(dòng)汽車(chē)的火熱程度相比，燃料動(dòng)力電池汽車(chē)還處于起步階段，因燃料動(dòng)力電池可以真正實(shí)現(xiàn)零排放，被認(rèn)為是新能源汽車(chē)的最終解決方法。

美國(guó)、加拿大、日本、韓國(guó)等國(guó)家投入了大量資金和人力進(jìn)行燃料動(dòng)力電池汽車(chē)研究，豐田、本田、現(xiàn)代等車(chē)企已經(jīng)推出市場(chǎng)化的燃料動(dòng)力電池汽車(chē)。目前，我國(guó)燃料動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)總體處于產(chǎn)業(yè)化導(dǎo)入發(fā)展期。那么，影響我國(guó)燃料動(dòng)力電池汽車(chē)商業(yè)化的因素有什么呢？

1法規(guī)因素

我國(guó)在《巴黎協(xié)定》中承諾在2030年左右使二氧化碳排放達(dá)到峰值并爭(zhēng)取盡早實(shí)現(xiàn)，2030年單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降60%-65%，非化石能源占一次能源消費(fèi)比重達(dá)到20%左右。為了實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，我國(guó)必須充分利用風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源取代部分煤炭，從而降低煤炭消耗，以提前達(dá)成2030年二氧化碳排放目標(biāo)。目前，我國(guó)風(fēng)能、太陽(yáng)能發(fā)電裝置的配備持續(xù)以全球最快的速度上升。然而，因?yàn)轱L(fēng)能、太陽(yáng)能發(fā)電不穩(wěn)定而無(wú)法上電網(wǎng)，利用率極低；又因?yàn)殡娔艽嬖跓o(wú)法長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存的問(wèn)題，大多數(shù)出現(xiàn)的電能只能被浪費(fèi)掉，我國(guó)每年浪費(fèi)的電量約150GW。而氫能具有能量轉(zhuǎn)移的特性，可將這些無(wú)法上網(wǎng)的電用于電解水制氫，再將氫氣應(yīng)用于燃料動(dòng)力電池汽車(chē)，從而為過(guò)剩的風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電以及降低碳排放供應(yīng)完美的解決方法。將可再生能源轉(zhuǎn)化成氫能是實(shí)現(xiàn)我國(guó)節(jié)能減排目標(biāo)的重要途徑。

2政策因素

最近兩年，國(guó)家相關(guān)部委密集出臺(tái)政策，大力支持燃料動(dòng)力電池汽車(chē)的發(fā)展。《我國(guó)制造2025》、《汽車(chē)產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》、《“十三五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》等都將發(fā)展氫能和燃料動(dòng)力電池技術(shù)列為重點(diǎn)任務(wù)，將燃料動(dòng)力電池汽車(chē)列為重點(diǎn)支持領(lǐng)域，并明確提出到2020年實(shí)現(xiàn)5000輛級(jí)規(guī)模在特定地區(qū)公共服務(wù)用車(chē)領(lǐng)域的示范應(yīng)用，建成100座加氫站；2025年實(shí)現(xiàn)五萬(wàn)輛規(guī)模的應(yīng)用，建成300座加氫站；2030年實(shí)現(xiàn)百萬(wàn)輛燃料動(dòng)力電池汽車(chē)的商業(yè)化應(yīng)用，建成1000座加氫站。

地方政府也積極響應(yīng)國(guó)家政策，上海市率先公布《上海市燃料動(dòng)力電池汽車(chē)發(fā)展規(guī)劃》，廣東佛山、湖北武漢、江蘇如皋、浙江臺(tái)州等地方政府也都為各自地區(qū)的燃料動(dòng)力電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展供應(yīng)政策支持，建立產(chǎn)業(yè)園區(qū)，引進(jìn)整車(chē)公司及零部件生產(chǎn)廠家，共同推進(jìn)氫能及燃料動(dòng)力電池汽車(chē)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。目前國(guó)家對(duì)燃料動(dòng)力電池乘用車(chē)補(bǔ)貼高達(dá)20萬(wàn)/輛，輕型客、貨車(chē)的國(guó)家補(bǔ)貼為30萬(wàn)/輛，而大中型客車(chē)國(guó)家補(bǔ)貼高達(dá)50萬(wàn)/輛。另一方面，我國(guó)對(duì)純電動(dòng)、插電式混合動(dòng)力汽車(chē)補(bǔ)貼政策已逐步退坡，但燃料動(dòng)力電池汽車(chē)的補(bǔ)貼政策仍將持續(xù)到2020年，加之“雙積分”政策的雙重利好，使得民間對(duì)氫燃料動(dòng)力電池車(chē)的關(guān)注熱情空前高漲。在加氫站建設(shè)上，對(duì)符合國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)且日加氫能力不少于200kg的新建燃料動(dòng)力電池車(chē)加氫站，每站獎(jiǎng)勵(lì)400萬(wàn)元的國(guó)家補(bǔ)貼。然而，盡管政策規(guī)劃目標(biāo)明確，但政府的產(chǎn)業(yè)導(dǎo)向還不夠明確，也未在能源結(jié)構(gòu)上明確氫能源的地位。

3市場(chǎng)因素

我國(guó)燃料動(dòng)力電池汽車(chē)現(xiàn)在還處于商業(yè)化導(dǎo)入初期，全產(chǎn)業(yè)鏈的不斷完善將刺激我國(guó)燃料動(dòng)力電池汽車(chē)市場(chǎng)逐漸升溫。以?xún)|華通為代表的燃料動(dòng)力電池發(fā)動(dòng)機(jī)公司已經(jīng)建立了生產(chǎn)線；以上海神力、新源動(dòng)力等為代表的電堆及核心零部件公司正在努力實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化；以福田、宇通、飛馳、申龍為代表的整車(chē)公司已經(jīng)走在燃料動(dòng)力電池汽車(chē)開(kāi)發(fā)的前列，部分樣車(chē)已上國(guó)家通告。

鑒于目前我國(guó)加氫站數(shù)量還是個(gè)位數(shù)，而輕型貨車(chē)、中大型客車(chē)等商用車(chē)憑借對(duì)加氫站依賴(lài)度小、續(xù)航里程長(zhǎng)、停放點(diǎn)和行駛路線固定等自身特點(diǎn)，商用車(chē)將成為我國(guó)燃料動(dòng)力電池汽車(chē)最先普及的領(lǐng)域。近期，上汽大通FCV80氫燃料動(dòng)力電池輕客正式上市，單次加氫僅要3分鐘，續(xù)航里程超過(guò)400公里，補(bǔ)貼后售價(jià)為30萬(wàn)元，其補(bǔ)貼后的價(jià)格與純電動(dòng)汽車(chē)非常接近。隨著燃料動(dòng)力電池堆技術(shù)的進(jìn)步，核心零部件及材料逐漸國(guó)產(chǎn)化，產(chǎn)業(yè)鏈逐步完善，整車(chē)價(jià)格將不斷下降，最終可與傳統(tǒng)燃油車(chē)媲美。

在乘用車(chē)領(lǐng)域，從2003年第一代燃料動(dòng)力電池混合動(dòng)力汽車(chē)“超越一號(hào)”到2015年上汽榮威950燃料動(dòng)力電池汽車(chē)，我國(guó)已在燃料動(dòng)力電池乘用車(chē)領(lǐng)域進(jìn)行了初步探索并具備了一定的研發(fā)基礎(chǔ)。但是，由于受?chē)?guó)內(nèi)加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施的缺乏以及核心技術(shù)研發(fā)水平的限制，距離氫燃料動(dòng)力電池乘用車(chē)的商業(yè)化還有更長(zhǎng)的路要走。

4技術(shù)因素

要推動(dòng)燃料動(dòng)力電池汽車(chē)的商業(yè)化發(fā)展，則要求其采用的燃料動(dòng)力電池動(dòng)力系統(tǒng)必須在性能、壽命和成本等方面達(dá)到與傳統(tǒng)燃油汽車(chē)相當(dāng)?shù)乃剑⑶遗c純電池汽車(chē)相比具有競(jìng)爭(zhēng)力。目前，制約我國(guó)燃料動(dòng)力電池汽車(chē)商業(yè)化發(fā)展的技術(shù)因素包括燃料動(dòng)力電池耐久性、關(guān)鍵材料及核心零部件和氫供給難等問(wèn)題。

在燃料動(dòng)力電池耐久性方面，國(guó)內(nèi)相關(guān)公司燃料動(dòng)力電池的穩(wěn)定壽命在5000h左右，而國(guó)際先進(jìn)水平已經(jīng)超過(guò)10000h；我國(guó)燃料動(dòng)力電池關(guān)鍵材料如催化劑，質(zhì)子交換膜、碳紙等還處于實(shí)驗(yàn)室和樣品階段，空氣壓縮機(jī)和氫氣回流泵等關(guān)鍵部件還沒(méi)有產(chǎn)品供應(yīng)；現(xiàn)階段我國(guó)車(chē)用儲(chǔ)氫瓶還是使用壓力為35MPa的碳纖維纏繞金屬內(nèi)膽氣瓶，儲(chǔ)氫密度為3.9%，而國(guó)外基本均采用70MPa的碳纖維纏繞塑料內(nèi)膽氣瓶，儲(chǔ)氫密度達(dá)到5.5%。

基于國(guó)內(nèi)目前的現(xiàn)狀，要實(shí)現(xiàn)燃料動(dòng)力電池汽車(chē)商業(yè)化發(fā)展，衣寶廉院士指出，在技術(shù)上有兩條路可走。一條是自主研發(fā)，進(jìn)一步提高燃料動(dòng)力電池動(dòng)力系統(tǒng)的可靠性和耐久性，并降低電堆成本和鉑用量，開(kāi)發(fā)非Pt基催化劑；另一條則是引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，逐步消化，最終實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。根據(jù)我國(guó)已制定的燃料動(dòng)力電池汽車(chē)總體發(fā)展規(guī)劃，通過(guò)技術(shù)研發(fā)及示范運(yùn)行，掌握燃料動(dòng)力電池汽車(chē)的設(shè)計(jì)與集成技術(shù)，逐步實(shí)現(xiàn)燃料動(dòng)力電池電堆、系統(tǒng)、關(guān)鍵材料及核心零部件的國(guó)產(chǎn)化，從而推動(dòng)燃料動(dòng)力電池汽車(chē)大規(guī)模商業(yè)化發(fā)展。

5設(shè)施因素

從汽車(chē)產(chǎn)業(yè)100多年的發(fā)展史來(lái)看，不管傳統(tǒng)燃油汽車(chē)與燃油供給體系，還是電動(dòng)汽車(chē)與電能供給體系，車(chē)輛技術(shù)都一直是與能源供給體系協(xié)同發(fā)展。在燃料動(dòng)力電池汽車(chē)商業(yè)化推廣初期，我國(guó)應(yīng)該吸取純電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展初期因充電基礎(chǔ)設(shè)施不足而制約電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。比如在2014年之前，我國(guó)過(guò)于重視電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)和產(chǎn)品的發(fā)展，而忽視了充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，導(dǎo)致電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展受到充電難的制約。而在2015年以后，我國(guó)建立了充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)支持政策體系，充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)加快推進(jìn)，電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)化取得突破性進(jìn)展。因此，燃料動(dòng)力電池汽車(chē)的商業(yè)化推廣離不開(kāi)制氫、運(yùn)氫及儲(chǔ)氫等配套設(shè)施的協(xié)同發(fā)展。

在制氫方面，由于我國(guó)擁有大量的廉價(jià)副產(chǎn)氫，另外還可以利用棄風(fēng)、棄光發(fā)電進(jìn)行電解水制氫，原料成本比較便宜；在運(yùn)氫方面，采用特種車(chē)運(yùn)送氫氣是目前國(guó)內(nèi)最廉價(jià)的方法，盡管液態(tài)運(yùn)氫的成本更低，但是目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有建立液態(tài)運(yùn)氫相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。隨著技術(shù)的進(jìn)步和標(biāo)準(zhǔn)的逐漸建立，液態(tài)運(yùn)氫將會(huì)是未來(lái)運(yùn)氫的發(fā)展方向；在儲(chǔ)氫方面，加氫站成為能源供給體系中最為重要的一環(huán)，將直接決定燃料動(dòng)力電池汽車(chē)能否大規(guī)模商業(yè)化。目前我國(guó)加氫站還非常少，嚴(yán)重制約著燃料動(dòng)力電池汽車(chē)的商業(yè)化發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2017年十月底，全球正在運(yùn)營(yíng)的加氫站有274座，而我國(guó)僅有7座，基礎(chǔ)設(shè)施嚴(yán)重落后，無(wú)法支撐燃料動(dòng)力電池汽車(chē)的商業(yè)化。然而，燃料動(dòng)力電池汽車(chē)現(xiàn)在面對(duì)“雞生蛋、蛋生雞”問(wèn)題。因?yàn)榧託湔静蛔悖匀藗冑?gòu)買(mǎi)燃料動(dòng)力電池汽車(chē)的積極性不高；相反，因?yàn)闆](méi)有人購(gòu)買(mǎi)燃料動(dòng)力電池汽車(chē)，所以建更多加氫站的意義不大。

6安全因素

消費(fèi)者的心理對(duì)燃料動(dòng)力電池汽車(chē)商業(yè)化的發(fā)展也有較大的影響。有人說(shuō)燃料動(dòng)力電池汽車(chē)帶著氫氣瓶就像帶個(gè)氫彈，這造成很多人對(duì)氫燃料動(dòng)力電池汽車(chē)安全問(wèn)題的擔(dān)憂。實(shí)際上，氫比石油還要更安全，儲(chǔ)氫罐的密封較好，即便氫氣泄漏，由于氫是最輕的氣體，擴(kuò)散性極強(qiáng)。在開(kāi)放空間，氫氣的擴(kuò)散系數(shù)是汽油的12倍，從危險(xiǎn)程度上看，汽油的爆炸能量是相同體積氫氣的22倍，在發(fā)生爆炸時(shí)，由于氫氣密度遠(yuǎn)低于空氣，爆炸會(huì)發(fā)生在氣源上方，而汽油的爆炸則發(fā)生在燃料周?chē)偷奈ｋU(xiǎn)程度遠(yuǎn)甚于氫氣。氫氣的比重低，易向上逃逸，所以少量的氫氣泄漏，可以在空氣中很快被稀釋成安全的混合氣，這使得發(fā)生事故時(shí)影響范圍要小得多，這與美國(guó)邁阿密大學(xué)的Swain博士的試驗(yàn)結(jié)論一致。

關(guān)于燃料動(dòng)力電池汽車(chē)而言，盡管使用的氫氣濃度比為99.99%，遠(yuǎn)高于遇明火爆炸極限4.0-75.6%濃度比，但在耐壓鋼瓶存儲(chǔ)中的氫氣，假如遭遇來(lái)自外界的明火燃燒，則會(huì)自動(dòng)關(guān)閉多級(jí)閥體。車(chē)載檢測(cè)系統(tǒng)，偵測(cè)到鋼瓶或管路出現(xiàn)氫燃料泄漏，控制系統(tǒng)會(huì)即刻關(guān)閉氫氣輸出，防止與氧氣混合，確保不會(huì)自燃。

公司對(duì)氫燃料動(dòng)力電池的安全管控細(xì)致入微，將安全隱患消滅在萌芽狀態(tài)。通過(guò)合理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，燃料動(dòng)力電池汽車(chē)具備多重容錯(cuò)設(shè)定，保證氫燃料在不同危險(xiǎn)環(huán)境下，或切斷氫燃料輸出、或封閉與氧氣的混合。以福田歐輝8.5米燃料動(dòng)力電池大巴為，電堆、空氣濾清器、空調(diào)散熱組件、高壓閥體以及氫燃料存儲(chǔ)鋼瓶等核心系統(tǒng)全部頂置，就是充分考慮了燃料動(dòng)力電池能量轉(zhuǎn)化的特性而做出的結(jié)構(gòu)層面的的安全設(shè)定。

鑒于大量的試驗(yàn)和燃料動(dòng)力電池整車(chē)的實(shí)際運(yùn)行，氫燃料動(dòng)力電池汽車(chē)的碰撞安全性能是完全有保證的，能夠滿足和符合國(guó)家碰撞安全標(biāo)準(zhǔn)。然而，盡管在安全性方面已經(jīng)證明氫燃料動(dòng)力電池汽車(chē)比燃油車(chē)還要更安全，但國(guó)內(nèi)消費(fèi)者對(duì)此仍存顧慮，而且消費(fèi)者對(duì)氫燃料安全性的擔(dān)憂，在短時(shí)間內(nèi)難以改變。規(guī)范氫氣安全使用標(biāo)準(zhǔn)，普及氫氣安全知識(shí)，讓消費(fèi)者能更好地理解氫的安全使用，這種引導(dǎo)與公眾意識(shí)的提升非常重要。

結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)法規(guī)、政策、市場(chǎng)、技術(shù)、設(shè)施和安全等因素分析，我國(guó)要實(shí)現(xiàn)燃料動(dòng)力電池汽車(chē)大規(guī)模商業(yè)化的發(fā)展還有很多工作要做，尤其要進(jìn)一步加強(qiáng)市場(chǎng)推廣力度、完善加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和提高消費(fèi)者對(duì)氫安全的認(rèn)知程度。根據(jù)我國(guó)對(duì)燃料動(dòng)力電池汽車(chē)發(fā)展的規(guī)劃，在不久的將來(lái)，燃料動(dòng)力電池公交客車(chē)成為人們出行的交通工具是完全有可能的。