近年來，氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)備受關(guān)注，燃料電池汽車也逐漸成為世界能源和交通領(lǐng)域的研發(fā)熱點(diǎn)。日前，氫燃料電池汽車有望在2019年正式實(shí)施“十城千輛”推廣計(jì)劃的消息傳出。據(jù)悉，國內(nèi)氫燃料電池產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)較好的城市如北京、上海、張家口、成都、鄭州、如皋、佛山、濰坊、蘇州、大連等城市都有可能入選。

從這個(gè)角度來看，此次燃料電池汽車推廣計(jì)劃如果順利實(shí)施，或?qū)⑴c十年前電動(dòng)汽車的推廣思路有異曲同工之妙。2009年1月，工信部等四部委聯(lián)合啟動(dòng)“十城千輛節(jié)能與新能源汽車示范推廣應(yīng)用工程”，在北京、上海、重慶、長(zhǎng)春、大連、杭州、濟(jì)南、武漢、深圳、合肥、長(zhǎng)沙、昆明、南昌等13個(gè)城市進(jìn)行私人購買新能源汽車示范。

氫燃料電池優(yōu)劣勢(shì)

提到燃料電池，最核心的材料是質(zhì)子交換膜、催化劑、氣體擴(kuò)散層以及雙極板。作為汽車動(dòng)力源，氫氣被認(rèn)為是未來最有前途的清潔能源之一。其基本原理是電解水的逆反應(yīng)，把氫和氧分別供給陽極和陰極，氫通過陽極向外擴(kuò)散，并與電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，釋放出的電子通過外部的負(fù)載到達(dá)陰極，是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。

相較于鋰電池，氫燃料電池具有能量密度高、續(xù)航里程長(zhǎng)、充電時(shí)間短、重量輕、性能提升空間大等諸多優(yōu)點(diǎn)。據(jù)國外一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，鋰電車車起火到完全燃燒大概需要3分鐘，氫氣只需要30秒。

不過，鋰電池技術(shù)難度相對(duì)較小，生產(chǎn)相對(duì)成熟，同時(shí)整個(gè)制造產(chǎn)業(yè)鏈完善，正處于規(guī)模效應(yīng)的擴(kuò)大階段，而氫燃料電池的關(guān)鍵材料催化劑、質(zhì)子交換膜、雙極板等國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈基本處于空白狀態(tài)，同時(shí)制造成本及加氫站建設(shè)成本等高昂。

雖然氫燃料電池利用氫和氧化學(xué)反應(yīng)釋放的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，無須燃燒，具有高能量轉(zhuǎn)換效率和零排放。但氫燃料電池的發(fā)展仍面臨許多挑戰(zhàn)，其中一個(gè)待解決的難題就是燃料電池鉑電極的一氧化碳“排放”問題。

當(dāng)下，氫主要來源于甲醇和天然氣等碳?xì)浠衔锏恼羝卣退簹庾儞Q反應(yīng)，由此產(chǎn)生的氫通常含有0.5%至2%的一氧化碳。作為氫燃料電池汽車的“核心零部件”，燃料電池鉑電極容易被一氧化碳雜質(zhì)氣體影響，導(dǎo)致電池性能下降和壽命縮短。

據(jù)悉，學(xué)術(shù)界比較看好的車載氫氣凈化法，是將特定催化劑放置在燃料電池的入口處，在氫氣進(jìn)入燃料電池之前，使氫氣中的一氧化碳雜質(zhì)氣體優(yōu)先和氧氣發(fā)生反應(yīng)，從而避免一氧化碳雜質(zhì)氣體進(jìn)入電池毒化電極。遺憾的是，現(xiàn)有的催化劑只能在高于室溫和極窄的溫度范圍內(nèi)工作，使得氫燃料電池汽車無法在頻繁冷啟動(dòng)期間得到有效保護(hù)，很難步入實(shí)用。

日韓遙遙領(lǐng)先

梳理發(fā)現(xiàn)，各國對(duì)于氫能源汽車的建設(shè)規(guī)劃路線都不相同。如美國、韓國、法國注重建設(shè)氫燃料汽車電池產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)施，日本則更重視氫能源技術(shù)的發(fā)展。公開數(shù)據(jù)顯示，截至2017年底，全球共有328座正在運(yùn)營的加氫站，新增64座。其中歐洲139座，占比42.38%，亞洲118座，占比35.98%；北美68座，占比為20.73；南美1座，其余地區(qū)則有2座。

其實(shí)，在氫能的發(fā)展領(lǐng)域走在最前的國家應(yīng)屬韓國和日本。前不久，韓國鐵路研究所宣布正在開發(fā)氫燃料電池列車，作為國土交通省的鐵路技術(shù)研究項(xiàng)目。據(jù)稱該氫燃料電池列車基于氫燃料電池的混合鐵路車輛，能夠以110公里／小時(shí)的最高速度行駛，續(xù)航里程超600km。

韓國方面表示，到2019年底完成該氫燃料電池混合動(dòng)力系統(tǒng)、鐵路車輛動(dòng)力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、加氫站建設(shè)計(jì)劃和鐵路技術(shù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)，并在2022年，完成鐵路試驗(yàn)線穩(wěn)定性、效率和系統(tǒng)驗(yàn)證。此外，韓國還希望通過提高加氫站核心零部件的國產(chǎn)化率（由40%提升至80%以上），來降低加氫站建設(shè)成本，由目前的30億韓元降至20億韓元（約合人民幣1204萬元）以下。

除此之外，在韓國蔚山市政府大樓召開的氫能經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略報(bào)告會(huì)上，韓國產(chǎn)業(yè)通商資源部正式對(duì)外發(fā)布了該國《氫能經(jīng)濟(jì)活性化路線圖》，計(jì)劃到2025年將氫燃料電池乘用車的年產(chǎn)能提升至10萬輛，售價(jià)降至目前的一半。韓國總統(tǒng)文在寅也參加了報(bào)告會(huì)，為該國氫燃料電池車的發(fā)展站臺(tái)。

目前，韓國氫燃料電池車?yán)塾?jì)產(chǎn)量不足2000輛，政府計(jì)劃到2022年將累計(jì)產(chǎn)量提升至8.1萬輛，并使得主要零部件的國產(chǎn)化率達(dá)到100%。最終目標(biāo)是到2040年，使得氫燃料電池車?yán)塾?jì)產(chǎn)量達(dá)到620萬輛，其中290萬輛面向韓國國內(nèi)市場(chǎng)，330萬輛用于出口。韓國產(chǎn)業(yè)通商資源部次官鄭升一指出，中國計(jì)劃到2030年推100萬輛氫燃料電池車上路，而日本的目標(biāo)是80萬輛。

具體來看，韓國計(jì)劃今年在7座城市推廣35輛氫燃料電池巴士，2022年增加到2000輛，2040年進(jìn)一步增至4萬輛。氫燃料電池出租車也將于今年在首爾開始試運(yùn)行，而后到2040年增加到8萬輛。從2021年開始，韓國垃圾收集車、灑水車、清掃車等專用車領(lǐng)域?qū)⒁霘淙剂想姵乜ㄜ嚕髷U(kuò)大到物流車等領(lǐng)域。

再來看看日本的發(fā)展情況，日本富士經(jīng)濟(jì)調(diào)查會(huì)社（以下簡(jiǎn)稱“富士經(jīng)濟(jì)”）近期發(fā)布了《燃料電池相關(guān)技術(shù)及市場(chǎng)未來展望（2018年版）》。該份報(bào)告預(yù)測(cè)，2030年全球燃料電池市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到約4兆9275億日元（約合人民幣3042億元），比2017年增長(zhǎng)28倍。其中，亞洲燃料電池市場(chǎng)規(guī)模約為2兆1301億日元（約合人民幣1317億元），比2017年增長(zhǎng)49.8倍，增勢(shì)顯著。富士經(jīng)濟(jì)經(jīng)調(diào)查認(rèn)為，2017年的燃料電池市場(chǎng)規(guī)模約為1757億日元，包括燃料電池汽車（FCV）、驅(qū)動(dòng)用及工業(yè)和商業(yè)等應(yīng)用市場(chǎng)。

富士經(jīng)濟(jì)預(yù)測(cè)，2025年全球燃料電池市場(chǎng)規(guī)模將有望超過1兆億日元（約合人民幣618億元）；2030年則將達(dá)到約4兆9275億日元（約合人民幣3042億元）。很顯然，美國和韓國燃料電池市場(chǎng)正在穩(wěn)步擴(kuò)大，這與兩國政府出臺(tái)的補(bǔ)助措施不無關(guān)系。

富士經(jīng)濟(jì)經(jīng)調(diào)查還指出，亞洲（特別是中國、韓國）燃料電池市場(chǎng)有望迅速擴(kuò)大，而且隨著燃料電池應(yīng)用市場(chǎng)的逐步擴(kuò)大，燃料電池系統(tǒng)成本正在不斷降低，未來很可能實(shí)現(xiàn)不依賴補(bǔ)貼而產(chǎn)業(yè)獨(dú)立化發(fā)展。

中國“后生可畏”

不同于電動(dòng)車的是，燃料電池汽車不僅現(xiàn)階段不受補(bǔ)貼退坡影響，而且各地方政府還額外給出支持政策。據(jù)汽勢(shì)Auto-First的統(tǒng)計(jì)，廣東明確將省級(jí)補(bǔ)貼資金的30%用于支持燃料電池；武漢按中央1:1進(jìn)行補(bǔ)貼；上海、海南、青海按中央1:0.5補(bǔ)貼；重慶按中央1:0.4補(bǔ)貼；河南按中央1:0.3補(bǔ)貼。作為國家新能源汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)劃的一部分，政府支持直接表明了燃料電池汽車的重要地位。

2018年國務(wù)院印發(fā)的《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》曾提出：要系統(tǒng)推進(jìn)燃料電池汽車研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，到2020年，實(shí)現(xiàn)燃料電池汽車批量生產(chǎn)和規(guī)模化示范應(yīng)用。隨著氫能源汽車的發(fā)展進(jìn)入成熟階段，以及在政府政策的支持的推進(jìn)下，燃料電池汽車的產(chǎn)量將迎來爆發(fā)式增長(zhǎng)時(shí)期。

雖然國內(nèi)燃料電池仍處于前期發(fā)展階段，2017年底累計(jì)運(yùn)行1000輛，2018年年產(chǎn)超過1500輛，全國投入運(yùn)營的加氫站達(dá)到12座，在建20座。其中，2018年，氫燃料客車銷量1418輛；氫燃料電池貨車銷量為109輛。

但是國內(nèi)對(duì)于燃料電池汽車一直積極支持態(tài)度，2018年的補(bǔ)貼按照額定功率與驅(qū)動(dòng)電機(jī)的額定功率比值確定補(bǔ)貼系數(shù)，乘用車、輕型客車和貨車、大中型客車和中重型貨車分別單車補(bǔ)貼上限為20萬/輛、30萬/輛、50萬/輛，補(bǔ)貼在2020年前不會(huì)退坡。

總的來看，雖然氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)在中國的發(fā)展平穩(wěn)且順利，但國內(nèi)外產(chǎn)業(yè)仍然存在一定的差異，尤其是技術(shù)領(lǐng)域的差異十分明顯。如關(guān)鍵材料，國內(nèi)無法形成批量生產(chǎn)，仍需要進(jìn)口，如此受制于人，也進(jìn)一步導(dǎo)致了氫燃料電池汽車難以穩(wěn)定生產(chǎn)；另在車控系統(tǒng)中，如空壓機(jī)、加濕器、氫循環(huán)裝置等附件系統(tǒng)仍需要進(jìn)口；另在新能方面，如電池續(xù)航能力、電池壽命、溫度適應(yīng)性等均與國外存在較大差異。

對(duì)此，萬鋼建議，發(fā)達(dá)國家已把加氫站作為“能源管理“的一項(xiàng)，創(chuàng)造了科學(xué)安全的氫加注建設(shè)和車載的氫罐技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)體系，有力地推動(dòng)了燃料電池汽車的商業(yè)化。“我國應(yīng)借鑒先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)試點(diǎn)成果，抓緊研究氫能加氫站和儲(chǔ)罐技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，提升檢測(cè)能力，盡快破除標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)障礙和市場(chǎng)準(zhǔn)入壁壘。并在氫能加注、儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)上建立健全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)。”

歐陽明高則表示，中國氫能技術(shù)想要實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展，不僅需要核心技術(shù)上的提升，更需要全鏈條各環(huán)節(jié)突破。“必須發(fā)展新一代具備高能量、低成本的儲(chǔ)氫系統(tǒng)，并在液化上進(jìn)一步降低能耗。預(yù)計(jì)到2025年-2030年，新一代氫能技術(shù)將會(huì)出現(xiàn)。”

總的來看，隨著電池污染的增加，以后氫能必然成為發(fā)展趨勢(shì)之一。以后是多種能源共同發(fā)展，百花齊放的市場(chǎng)發(fā)展?fàn)顟B(tài)。目前，我國已有多家企業(yè)涉足燃料電池業(yè)務(wù)，這預(yù)示著燃料電池市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)將愈發(fā)激烈，市場(chǎng)體量如此龐大，誘惑力足以相見。前有日韓遙遙領(lǐng)先，后有中國緊追猛趕，氫燃料這個(gè)市場(chǎng)的戰(zhàn)役，或許才剛剛打響。