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氫能源和燃料電池技術(shù)是未來能源戰(zhàn)略發(fā)展的重要方向之一。

今年7月，沃爾沃汽車正式向全球媒體發(fā)出聲明：從2019年開始，沃爾沃將不再生產(chǎn)純內(nèi)燃機驅(qū)動的汽車，只生產(chǎn)純電動和混合動力汽車。“這是第一個明確聲明要脫離純內(nèi)燃機車型的傳統(tǒng)汽車制造商。”在近日舉辦的2017燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展高峰論壇暨中國國際氫能及燃料電池技術(shù)應(yīng)用論壇上，清華大學(xué)汽車系教授張劍波表示。

“在汽車電動化的歷程中，中國的表現(xiàn)也非常搶眼。”張劍波說，2016年中國電動汽車的銷售量占據(jù)世界銷售量的一半。在中國大力推廣應(yīng)用新能源汽車的環(huán)境下和全球低碳環(huán)保、節(jié)能減排的共識下，氫燃料電池汽車因為能夠完全實現(xiàn)零污染、零排放，被不少國家、車企及學(xué)者認為是“終極新能源汽車解決方案”。

當下，電動汽車銷售量不斷增長，燃料電池汽車的表現(xiàn)如何?據(jù)張劍波介紹，燃料電池汽車的主要市場在美國和日本，在大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用層面，美國、德國、日本等國家先后推出數(shù)量不等的燃料電池汽車和商用車，多以測試性質(zhì)的使用、小規(guī)模示范性質(zhì)商業(yè)應(yīng)用為主。在我國，由于燃料電池汽車的普及需要大量加氫站、儲氫站、制氫站以及龐大技術(shù)支持設(shè)施的建設(shè)，短期內(nèi)難以進行大規(guī)模私人用車市場推廣。“燃料電池汽車的理想很豐滿，現(xiàn)實仍然很骨感。”

輕的是燃料，重的是產(chǎn)業(yè)

作為地球上最輕、最豐富的元素，氫能源被認為是取之不盡、用之不竭的終極能源，氫燃料電池也被認為是新能源汽車的終極產(chǎn)品。“將燃油車、鋰電池車和燃料電池車相比的話，燃料電池車的優(yōu)點就是續(xù)時里程長、功率大，動力性能好，燃料加注時間短，特別適合于大卡車、公交車。”中國工程院院士衣寶廉說。

但是要全部實現(xiàn)以上理想狀態(tài)并不容易，“要提高電池性能就要在電池制備過程中添加鉑金，這樣耐久性提高了，但成本也隨之提高了。”中國運載火箭技術(shù)研究院十五所研究員、航天新長征電動汽車技術(shù)有限公司首席專家靳殷實說。

氫源、加氫站可能面臨的問題更大。“加氫站本身的技術(shù)安全性沒有問題，問題是它的商業(yè)模式，成本太高，維護起來還非常耗費零部件和人力成本”。靳殷實分析指出，加氫站估算要回收成本的話大概需要幾十年甚至上百年，“氫氣的原材料價格不會定得太高，早期用氫量也有限，所以加氫站回收成本慢，大家的積極性就很受影響”。

而從商業(yè)模式考慮，燃料電池和鋰電池有很大的不同。就進入門檻來看，燃料電池要高得多，強電系統(tǒng)也復(fù)雜得多。從產(chǎn)業(yè)鏈來看，燃料電池要經(jīng)過很多中間環(huán)節(jié)，包括氫氣制備、儲存、運輸、加儲等等，產(chǎn)業(yè)鏈非常長。

另外，來自競爭技術(shù)，也就是純電動汽車的迅猛發(fā)展，對燃料電池原來的設(shè)想也構(gòu)成了一些沖擊。無線充電、超快式充電、持續(xù)里程增加等鋰電池的技術(shù)突破，似乎正在削弱燃料電池的優(yōu)勢。

靳殷實同時指出，每項技術(shù)都有各自的技術(shù)優(yōu)勢及瓶頸，燃料電池要保持優(yōu)勢，就要加快技術(shù)突破的步伐。目前，已有多家汽車公司對燃料電池情有獨鐘，將其作為終極的環(huán)境友好型汽車進行研發(fā)，“這跟準入門檻比較高有關(guān)系，如果燃料電池是將來的技術(shù)，那么傳統(tǒng)的汽車公司可以繼續(xù)獨享這種壟斷的利潤，如果鋰電池汽車大家都能做，壟斷性利潤就很難保證”。

福田汽車集團就聯(lián)合多家科研院所，用5年時間研發(fā)出具備批量生產(chǎn)和商業(yè)化應(yīng)用能力的原創(chuàng)燃料電池核心技術(shù)、整車以及配套支持設(shè)備。2017年4月上海車展，福田歐輝燃料電池大巴正式上市發(fā)售，并斬獲首批訂單。據(jù)了解，福田歐輝多款燃料電池大巴將于2022年服務(wù)北京—張家口冬奧會。

打造核心產(chǎn)業(yè)鏈

關(guān)于目前燃料電池技術(shù)的發(fā)展，同濟大學(xué)副教授張智明認為，首先要建立自主研發(fā)的核心產(chǎn)業(yè)鏈，這樣才可以大幅度降低電池的成本，“從充電管理到空壓機、加濕器、管路、輕循環(huán)系統(tǒng)、電堆等的應(yīng)用，都要有自己的技術(shù)研發(fā)”。

“促進燃料電池發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施還遠遠不足，政府應(yīng)該做相關(guān)規(guī)劃，搭建基礎(chǔ)設(shè)施，提高加氫補貼，讓企業(yè)好進入。”張智明說。

此外，制定標準，增加我國在燃料電池汽車領(lǐng)域的話語權(quán);向國外的整車企業(yè)、電堆生產(chǎn)企業(yè)積極尋求合作，共同開發(fā)加快產(chǎn)業(yè)鏈的建設(shè)和建成等，都是積極推進燃料電池發(fā)展的措施。

“任何一個先進材料從實驗室出來到小規(guī)模示范再到產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用都需要十年以上的時間，短時間內(nèi)很難完成。”衣寶廉表示，燃料電池車要能夠大規(guī)模示范，仍有很長的路要走。

衣寶廉建議，燃料電池車的可靠性和耐久性要達到要求，就要嚴格按照車用燃料電池的相關(guān)標準，保障使用安全。作為一種易燃易爆的危險品，它是無色無味的。但是由于氫氣很輕，擴散速度非?？?，向上擴散的速度是每秒20米，如果在室外很快就能擴散，危險性降低。如果在封閉的空間使用氫氣，就要按照規(guī)程的要求強迫通風，要有通風裝置、氫氣檢測裝置來保證安全。

此外，專家建議，車的售價應(yīng)在政府補貼以后與鋰電池車和燃油車接近，還要保障充足的氫燃料供給;燃料電池生產(chǎn)企業(yè)和燃料電池大規(guī)模示范運營單位都應(yīng)該做到有一定盈利，只有實現(xiàn)盈利，到“十四五”才能減少補貼，逐漸取消補貼。

迎來政策利好

燃料電池汽車作為新能源汽車的一大類型，氫能源和燃料電池技術(shù)是未來能源戰(zhàn)略發(fā)展的重要方向之一。“這在國際上已經(jīng)形成共識，在日本、歐美等國家和地區(qū)，燃料電池技術(shù)以及汽車其他相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，正在全面展開，我國也緊隨其后，制定了相應(yīng)的技術(shù)路線。”北京理工大學(xué)電動車輛國家工程實驗室副教授孫立清說。

“十三五”規(guī)劃制定以來，國務(wù)院在《國家中長期科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》，以及《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012~2020)》中特別對燃料電池汽車技術(shù)進行了規(guī)劃和部署。

中國燃料電池汽車不斷迎來政策利好，據(jù)中國電工技術(shù)學(xué)會副秘書長韓毅介紹，在《中國制造2025》《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計劃》《國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略綱要》，以及《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》等文件中，均提出將氫能、燃料電池技術(shù)、燃料電池汽車等作為重點發(fā)展任務(wù)。

根據(jù)2017年4月工業(yè)和信息化部、國家發(fā)展改革委、科技部聯(lián)合印發(fā)的《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》，2020~2030 年，中國燃料電池汽車將迎來三大時間節(jié)點：2020 年，在特定地區(qū)的公共服務(wù)車輛領(lǐng)城進行小規(guī)模示范應(yīng)用;2025 年，私人用車和公共服務(wù)用車領(lǐng)城批量應(yīng)用，規(guī)模不低于1萬輛;2030年，在私人乘用車、大型商用車領(lǐng)域進行規(guī)模化推廣，不低于10萬輛。

科技部部長萬鋼曾在國際研討會上指出，氫能燃料電池目前在壽命、可靠性、使用性能上基本達到車輛使用要求，我國必須加強協(xié)同創(chuàng)新，加快推動氫能燃料電池產(chǎn)業(yè)全面發(fā)展。

“從萬鋼部長的講話中不難解讀出中國新能源汽車發(fā)展的一大重要趨勢，即氫燃料電池汽車將成重要發(fā)展方向。”韓毅認為，“中國氫燃料電池汽車正駛?cè)氚l(fā)展的快車道”。