鄭劼

新示范政策引領(lǐng)下，氫燃料電池汽車市場規(guī)模擴張在即。

8月26日晚間，氫能源行業(yè)迎來重大利好消息：上海經(jīng)信委發(fā)布通知稱，財政部、工業(yè)和信息化部、科技部、國家發(fā)展改革委和國家能源局正式批復(fù)燃料電池汽車示范應(yīng)用上海城市群為首批示范城市群。而在此之前，由北京市牽頭申報的京津冀氫燃料電池汽車示范城市群也已獲批。隨著示范城市群名單陸續(xù)揭曉，氫能源行業(yè)發(fā)展被注入了新的催化劑，氫能源產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模擴張在即。

氫燃料電池逐步“升溫”

事實上，近年來，曾經(jīng)被視為“冷門”領(lǐng)域的氫能源正在獲得前所未有的關(guān)注。從2019年首次被寫入政府工作報告，到首次出現(xiàn)在“十四五”規(guī)劃中，再到全國各省市陸續(xù)提出氫能源發(fā)展目標，氫能源行業(yè)政策“從無到有”、迅速發(fā)展。

氫能源為何突然備受關(guān)注？中國工程院院士衣寶廉表示：“利用可再生能源電解水制備綠氫，既可實現(xiàn)儲能和可再生能源的再分配，還可實現(xiàn)交通、冶金、建筑等難于脫碳領(lǐng)域的脫碳?！痹谝聦毩磥恚剂想姵仄囈呀?jīng)成為氫能應(yīng)用的重要突破口，主要原因有三。

首先，燃料電池主要由電解質(zhì)膜、電催化劑、擴散層和雙極板等關(guān)鍵材料構(gòu)成，發(fā)電原理是電化學(xué)，因此它的轉(zhuǎn)化效率較高，可以達到60%左右，比能量也非常高，可以達到每千克0.5-1KWh;其次，燃料電池的工作系統(tǒng)由燃料電池電堆、燃料供給系統(tǒng)、氧化劑供給系統(tǒng)、水液管理系統(tǒng)、電控系統(tǒng)等構(gòu)成，而且電堆和氫罐是分開的，如果燃料電池堆發(fā)生故障，只要把氫源切斷，不會產(chǎn)生燃燒和爆炸，因此燃料電池應(yīng)用在汽車領(lǐng)域是相對安全的;此外，燃料電池汽車在續(xù)駛里程、補能時間與駕駛舒適性上超越純電汽車，可以與傳統(tǒng)燃油車相媲美。

轉(zhuǎn)化效率、安全、續(xù)駛里程與舒適性等方面的優(yōu)越性使得發(fā)展、應(yīng)用氫能源成為汽車行業(yè)向“雙碳”目標靠攏的重要途徑。但落實到市場層面，又是否真的如此呢？安徽明天氫能科技股份有限公司創(chuàng)始人、董事長王朝云介紹，目前氫能源主要用于化工原料與氫冶金等用途，汽車、船舶等交通工具的應(yīng)用只是其中一小部分，還有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，今年前7個月，國內(nèi)氫燃料電池汽車共下線600多輛，同比有將近50%的增長，累計保有量只在8000輛左右。目前，國內(nèi)有氫能源相關(guān)產(chǎn)品銷售的企業(yè)總數(shù)大概在320家左右，其中整車廠商23家，電池系統(tǒng)廠商將近80家，這一規(guī)模與傳統(tǒng)燃油車、純電汽車不可同日而語。

在王朝云看來，氫燃料電池產(chǎn)業(yè)從萌芽到未來發(fā)展壯大可大致分為三個階段。第一個階段要往前15年甚至更長時間，在這一時間段內(nèi)，中國汽車產(chǎn)業(yè)經(jīng)過長期驗證證明，氫燃料電池路線可行，中國自主技術(shù)路線可行;第二階段是放眼當下，國家堅定支持氫能源產(chǎn)業(yè)及氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展，在以“示范城市群”為代表的政策指引下，地方政府也陸續(xù)出臺了相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策，氫能源產(chǎn)業(yè)進入生態(tài)圈建設(shè)階段;從現(xiàn)在往后到2030年左右可以稱之為第三階段，在這一階段，氫能源產(chǎn)業(yè)不再單純依靠政策扶持而生存，而是逐步市場化，最終從“減碳加氫”轉(zhuǎn)向“脫碳向氫”。

10年沖擊200萬輛

對于氫燃料電池汽車的發(fā)展前景，王朝云十分樂觀?！豆?jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》曾提出，到2030年我國將實現(xiàn)氫燃料電池汽車的大規(guī)模推廣應(yīng)用，中國公路上有超過100萬輛的氫燃料電池汽車穿梭。王朝云的預(yù)測要比這高得多，他認為，2030年我國氫燃料電池汽車有可能會沖上200萬輛。

但在衣寶廉看來，氫燃料電池汽車要想真正實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，還有一系列的難題需要攻克，首當其沖的便是成本問題。

衣寶廉介紹，目前燃料電池發(fā)動機造價昂貴，導(dǎo)致一輛氫燃料電池汽車的售價是傳統(tǒng)燃油車的2-3倍、鋰離子電池車的1.5-2倍。作為氫燃料電池汽車普及的必要條件，加氫站的建設(shè)費用同樣也很高，目前平均每家加氫站的建設(shè)成本在1，200萬-1，500萬元，這也導(dǎo)致了加氫費用的居高不下，平均每次加氫費用都在60-80元。

“只有當單次加氫費用降到30元以下以后，氫燃料電池汽車才能真正與傳統(tǒng)燃油車展開正面競爭，因此要實現(xiàn)無補貼情況下的燃料電池商業(yè)化，必須大幅降低燃料電池發(fā)動機的成本和氫氣成本，同時降低加氫站的建設(shè)費用?！币聦毩Q。

至于如何有效降低燃料電池成本，衣寶廉提出了幾點建議：一是提高電堆的比重率;二是實現(xiàn)電催化劑、質(zhì)子交換膜、雙極板、電堆等關(guān)鍵材料的批量生產(chǎn);三是依據(jù)工況和電堆適宜的運行條件制定控制策略，確保電池系統(tǒng)的可靠性與耐久性;四是燃料電池的歐姆極化、擴散極化與化學(xué)極化，大幅提高燃料電池堆的比功率。

除了技術(shù)攻關(guān)以外，批量化生產(chǎn)同樣能夠?qū)崿F(xiàn)降本目的。衣寶廉補充道：“燃料電池一旦實現(xiàn)批量生產(chǎn)，它的成本便會大幅度下降。所以，在五部委‘示范城市群政策領(lǐng)導(dǎo)下，我們先要自主創(chuàng)新、解決卡脖子技術(shù)問題，再要實現(xiàn)關(guān)鍵材料與部件的批量生產(chǎn)，從而大幅度降低燃料電池成本，使它能夠接近鋰電池電動車成本，盡快推動燃料電池車在重載、長途運輸?shù)壬逃密囶I(lǐng)域率先實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化?！?/p>

無論是車型結(jié)構(gòu)、應(yīng)用場景還是運營模式，乘用車與商用車終歸有很大的不同，在商用車領(lǐng)域率先量產(chǎn)后，如何打進市場容量更大、更加細分的乘用車市場更值得關(guān)注。衣寶廉稱，氫燃料電池要想滲透到乘用車領(lǐng)域，還得在技術(shù)創(chuàng)新方面下功夫。例如，進一步簡化電池系統(tǒng)和電堆結(jié)構(gòu)，研發(fā)高溫膜和抗毒的電催化劑，降低燃料電池成本，延長電堆壽命。

王朝云則結(jié)合明天氫能的市場實踐情況，提出了幾點發(fā)展方向供同行參考。

任務(wù)一是磨煉實業(yè)精神與產(chǎn)品品質(zhì)。打造教授+工匠的實業(yè)精神，堅持質(zhì)量第一的原則，當質(zhì)量與數(shù)量、成本、性能指標沖突時，堅持質(zhì)量第一。

任務(wù)二是打造產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈。生態(tài)圈的建立一定要以氫來源為核心，需要考慮自身成本運輸?shù)陌霃胶蜌涞膽?yīng)用。

任務(wù)三是深耕技術(shù)研發(fā)能力。在王朝云看來，研發(fā)能力是新技術(shù)企業(yè)的命根子，人才是靈魂，前瞻性的課題是根本宗旨，氫能源相關(guān)企業(yè)必須圍繞這一宗旨持續(xù)提升產(chǎn)品技術(shù)能力。