近年來(lái)，全球氫燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度顯著加快，很多國(guó)家都出臺(tái)了相關(guān)扶持政策。而從我們國(guó)家來(lái)看，目前“推動(dòng)充電、加氫等設(shè)施建設(shè)”已被寫(xiě)入政府工作報(bào)告，《新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）意見(jiàn)稿也增加了“合理布局加氫基礎(chǔ)設(shè)施，推進(jìn)氫燃料供給保障體系”的重點(diǎn)內(nèi)容。根據(jù)產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，2030年氫能產(chǎn)業(yè)將成為我國(guó)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)和新能源戰(zhàn)略的重要組成部分。
與純電動(dòng)汽車(chē)形成互補(bǔ)關(guān)系
中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)數(shù)據(jù)顯示，2018年我國(guó)氫燃料電池汽車(chē)產(chǎn)量達(dá)1619輛，2019年1-10月燃料電池車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)分別完成1426輛和1337輛，增長(zhǎng)非常迅速。而在2016年，我國(guó)燃料電池汽車(chē)銷(xiāo)量還不足30輛。
“相比電動(dòng)車(chē)而言，當(dāng)前已上市燃料電池汽車(chē)基本均能保證續(xù)航里程500-600公里，加氫時(shí)間控制在3-5分鐘，具備與傳統(tǒng)燃油車(chē)相媲美的續(xù)航里程和能量補(bǔ)給體驗(yàn)?！北逼Ｌ餁W輝客車(chē)技術(shù)研究院CEV所儲(chǔ)能系統(tǒng)組長(zhǎng)、高級(jí)工程師王超在日前舉辦的“2019 制氫、氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)高峰論壇暨燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展交流會(huì)”上表示。
“燃料電池汽車(chē)和純電動(dòng)汽車(chē)會(huì)形成互補(bǔ)關(guān)系?！蓖醭硎荆艿郊夹g(shù)和成本的限制，短期內(nèi)制氫仍以電解水、副產(chǎn)氫提純制氫方法為主；儲(chǔ)氫現(xiàn)階段我國(guó)主要應(yīng)用35MPa、70MPaⅢ型瓶。未來(lái)短期內(nèi)將重點(diǎn)發(fā)展液氫以及其他的儲(chǔ)氫方式；應(yīng)用方面，短期內(nèi)主要解決城市中長(zhǎng)距離、中重載氫燃料電池客車(chē)，尤其是以公交車(chē)作為突破點(diǎn)，氫燃料物流車(chē)、專(zhuān)用車(chē)輛共同發(fā)展的應(yīng)用場(chǎng)景。
據(jù)悉，在目前的技術(shù)條件下，氫電混合式燃料電池汽車(chē)是不錯(cuò)的路線(xiàn)。據(jù)王超介紹，氫電混合式燃料電池汽車(chē)集合了全功率燃料電池汽車(chē)（FVC）與純動(dòng)力電池汽車(chē)（EV）的優(yōu)點(diǎn)，既控制了成本又保障了續(xù)航里程。采用氫電混合的動(dòng)力策略，在勻速行駛階段，燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)提供功率，在加速或爬坡行駛階段，燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)和動(dòng)力電池共同提供功率。
而在核心技術(shù)性能上，中國(guó)電子節(jié)能技術(shù)協(xié)會(huì)產(chǎn)業(yè)研究部研究員田澤普表示，近年來(lái)在補(bǔ)貼和相關(guān)政策鼓勵(lì)下，燃料電池整體電堆功率不斷提高，2019年50kW、60 kW已逐漸成為主流。未來(lái)，大功率的穩(wěn)定性、一致性將成為技術(shù)重點(diǎn)方向，若干電堆并聯(lián)將成為新的探索。此外，模塊化生產(chǎn)特別是工藝提升及自動(dòng)化產(chǎn)線(xiàn)的加入將帶動(dòng)燃料電池成本的下降。
制氫、儲(chǔ)氫、運(yùn)氫、成本難題
雖然我國(guó)氫燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，但中國(guó)石油寰球技術(shù)研究院院長(zhǎng)助理王建國(guó)表示，目前國(guó)內(nèi)氫燃料電池產(chǎn)業(yè)化仍處于起步階段。氫能源行業(yè)發(fā)展道路上的一大困難便是終端用氫成本的高昂，而產(chǎn)生這一問(wèn)題的根源之一，便是前端制氫成本以及延伸而下的儲(chǔ)氫、運(yùn)氫成本的高企。
王超也表示，雖然氫氣來(lái)源廣泛，但目前國(guó)內(nèi)外均以化石能源制氫為主，不低碳、不環(huán)保；氫氣的儲(chǔ)運(yùn)難度大、成本高；加氫站建設(shè)運(yùn)營(yíng)成本高，并且氫氣來(lái)源種類(lèi)也不同，如果這些氫能問(wèn)題不解決，燃料電池就不會(huì)大規(guī)模發(fā)展。
據(jù)悉，目前我國(guó)儲(chǔ)氫主要依靠壓縮機(jī)將氫氣壓縮到儲(chǔ)氫瓶中，然后利用集裝格和長(zhǎng)管拖車(chē)等工具進(jìn)行運(yùn)輸，長(zhǎng)管拖車(chē)運(yùn)輸設(shè)備產(chǎn)業(yè)較為成熟，儲(chǔ)氫瓶壓力多為30MPa；國(guó)內(nèi)目前在液氫儲(chǔ)氫方面十分薄弱，少量液氫僅用于航天及軍事領(lǐng)域，更缺乏液氫槽罐車(chē)等運(yùn)輸工具，整體上我國(guó)在液氫技術(shù)、液氫工廠相關(guān)產(chǎn)業(yè)化上還很落后。
南京大學(xué)教授劉建國(guó)表示，耐久性和成本制約著燃料電池大規(guī)模商業(yè)化的進(jìn)程。他認(rèn)為，膜的壽命是燃料電池壽命的關(guān)鍵因素之一，Pt載量的進(jìn)一步降低是燃料電池大規(guī)模商業(yè)化的關(guān)鍵因素，目前單原子和非Pt催化劑距離實(shí)用化還有較大差距。
北京中電豐業(yè)總經(jīng)理王德軍表示，加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施不完善問(wèn)題制約著燃料電池汽車(chē)商業(yè)化步伐。據(jù)了解，總體來(lái)看，目前全球加氫站基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)較為滯后，中國(guó)運(yùn)營(yíng)加氫站數(shù)量上遠(yuǎn)低于美國(guó)、德國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家。2019年年初，全球擁有加氫站369座，同比增長(zhǎng)12.5％。其中日本96座、德國(guó)60座、美國(guó)42座位居前三，中國(guó)以23座位列第四。
一方面是加氫站數(shù)量不足，另一方面卻出現(xiàn)了產(chǎn)能過(guò)剩。據(jù)田澤普介紹，2018年全國(guó)燃料電池產(chǎn)能設(shè)計(jì)已達(dá)21.8萬(wàn)套/年，2019年燃料電池產(chǎn)能設(shè)計(jì)達(dá)87.1萬(wàn)套/年；目前產(chǎn)能設(shè)計(jì)已經(jīng)超過(guò)現(xiàn)有的2025年規(guī)劃數(shù)量。
產(chǎn)值1萬(wàn)億元、200萬(wàn)輛保有量
誠(chéng)然，即使面臨不少難題，但未來(lái)燃料電池汽車(chē)市場(chǎng)無(wú)疑將會(huì)快速增長(zhǎng)。據(jù)田澤普介紹，根據(jù)全國(guó)重點(diǎn)城市燃料電池汽車(chē)推廣規(guī)劃，到2020年國(guó)內(nèi)燃料電池汽車(chē)保有量將達(dá)7910輛，2022年新增4000輛，共計(jì)11910輛，到2025年保有量將達(dá)64500輛。
上海氫楓能源董事長(zhǎng)助理曹俊則表示，2020年我國(guó)以能源形式利用的氫氣產(chǎn)能規(guī)模將達(dá)到720億m3，加氫站數(shù)量將達(dá)到100座，行業(yè)總產(chǎn)值將達(dá)到3000億元。他同時(shí)還預(yù)計(jì)，2030年，我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將突破1萬(wàn)億元，加氫站數(shù)量達(dá)到1000座，燃料電池車(chē)輛保有量達(dá)到200萬(wàn)輛。
