【壓縮機網(wǎng)】近年來(lái)，氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)備受關(guān)注，燃料電池汽車(chē)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(chē)有望在2019年正式實(shí)施“十城千輛”推廣計劃的消息傳出。據悉，國內氫燃料電池產(chǎn)業(yè)基礎較好的城市如北京、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(lái)看，此次燃料電池汽車(chē)推廣計劃如果順利實(shí)施，或將與十年前電動(dòng)汽車(chē)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)“十城千輛節能與新能源汽車(chē)示范推廣應用工程”，在北京、上海、重慶、長(cháng)春、大連、杭州、濟南、武漢、深圳、合肥、長(cháng)沙、昆明、南昌等13個(gè)城市進(jìn)行私人購買(mǎi)新能源汽車(chē)示范。

 

　　氫燃料電池優(yōu)劣勢

 

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

 

　

 

　　相較于鋰電池，氫燃料電池具有能量密度高、續航里程長(cháng)、充電時(shí)間短、重量輕、性能提升空間大等諸多優(yōu)點(diǎn)。據國外一項實(shí)驗數據表明，鋰電車(chē)車(chē)起火到完全燃燒大概需要3分鐘，氫氣只需要30秒。

 

　　不過(guò)，鋰電池技術(shù)難度相對較小，生產(chǎn)相對成熟，同時(shí)整個(gè)制造產(chǎn)業(yè)鏈完善，正處于規模效應的擴大階段，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成本等高昂。

 

　　雖然氫燃料電池利用氫和氧化學(xué)反應釋放的化學(xué)能轉化為電能，無(wú)須燃燒，具有高能量轉換效率和零排放。但氫燃料電池的發(fā)展仍面臨許多挑戰，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(wèn)題。

 

　　當下，氫主要來(lái)源于甲醇和天然氣等碳氫化合物的蒸汽重整和水煤氣變換反應，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(chē)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，導致電池性能下降和壽命縮短。

 

　　據悉，學(xué)術(shù)界比較看好的車(chē)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，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，現有的催化劑只能在高于室溫和極窄的溫度范圍內工作，使得氫燃料電池汽車(chē)無(wú)法在頻繁冷啟動(dòng)期間得到有效保護，很難步入實(shí)用。

 

　　日韓遙遙領(lǐng)先

 

　　億歐汽車(chē)梳理發(fā)現，各國對于氫能源汽車(chē)的建設規劃路線(xiàn)都不相同。如美國、韓國、法國注重建設氫燃料汽車(chē)電池產(chǎn)業(yè)的基礎設施，日本則更重視氫能源技術(shù)的發(fā)展。公開(kāi)數據顯示，截至2017年底，全球共有328座正在運營(yíng)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屬韓國和日本。前不久，韓國鐵路研究所宣布正在開(kāi)發(fā)氫燃料電池列車(chē)，作為國土交通省的鐵路技術(shù)研究項目。據稱(chēng)該氫燃料電池列車(chē)基于氫燃料電池的混合鐵路車(chē)輛，能夠以110公里／小時(shí)的最高速度行駛，續航里程超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、鐵路車(chē)輛動(dòng)力轉換系統、加氫站建設計劃和鐵路技術(shù)技術(shù)標準的開(kāi)發(fā)，并在2022年，完成鐵路試驗線(xiàn)穩定性、效率和系統驗證。此外，韓國還希望通過(guò)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(lái)降低加氫站建設成本，由目前的30億韓元降至20億韓元（約合人民幣1204萬(wàn)元）以下。

 

　　除此之外，在韓國蔚山市政府大樓召開(kāi)的氫能經(jīng)濟戰略報告會(huì )上，韓國產(chǎn)業(yè)通商資源部正式對外發(fā)布了該國《氫能經(jīng)濟活性化路線(xiàn)圖》，計劃到2025年將氫燃料電池乘用車(chē)的年產(chǎn)能提升至10萬(wàn)輛，售價(jià)降至目前的一半。韓國總統文在寅也參加了報告會(huì )，為該國氫燃料電池車(chē)的發(fā)展站臺。

 

　　目前，韓國氫燃料電池車(chē)累計產(chǎn)量不足2000輛，政府計劃到2022年將累計產(chǎn)量提升至8.1萬(wàn)輛，并使得主要零部件的國產(chǎn)化率達到100%。最終目標是到2040年，使得氫燃料電池車(chē)累計產(chǎn)量達到620萬(wàn)輛，其中290萬(wàn)輛面向韓國國內市場(chǎng)，330萬(wàn)輛用于出口。韓國產(chǎn)業(yè)通商資源部次官鄭升一指出，中國計劃到2030年推100萬(wàn)輛氫燃料電池車(chē)上路，而日本的目標是80萬(wàn)輛。

 

　　具體來(lái)看，韓國計劃今年在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(wàn)輛。氫燃料電池出租車(chē)也將于今年在首爾開(kāi)始試運行，而后到2040年增加到8萬(wàn)輛。從2021年開(kāi)始，韓國垃圾收集車(chē)、灑水車(chē)、清掃車(chē)等專(zhuān)用車(chē)領(lǐng)域將引入氫燃料電池卡車(chē)，而后擴大到物流車(chē)等領(lǐng)域。

 

　　再來(lái)看看日本的發(fā)展情況，日本富士經(jīng)濟調查會(huì )社（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“富士經(jīng)濟”）近期發(fā)布了《燃料電池相關(guān)技術(shù)及市場(chǎng)未來(lái)展望（2018年版）》。該份報告預測，2030年全球燃料電池市場(chǎng)規模將達到約4兆9275億日元（約合人民幣3042億元），比2017年增長(cháng)28倍。其中，亞洲燃料電池市場(chǎng)規模約為2兆1301億日元（約合人民幣1317億元），比2017年增長(cháng)49.8倍，增勢顯著(zhù)。富士經(jīng)濟經(jīng)調查認為，2017年的燃料電池市場(chǎng)規模約為1757億日元，包括燃料電池汽車(chē)（FCV）、驅動(dòng)用及工業(yè)和商業(yè)等應用市場(chǎng)。

 

　　富士經(jīng)濟預測，2025年全球燃料電池市場(chǎng)規模將有望超過(guò)1兆億日元（約合人民幣618億元）；2030年則將達到約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)正在穩步擴大，這與兩國政府出臺的補助措施不無(wú)關(guān)系。

 

　　富士經(jīng)濟經(jīng)調查還指出，亞洲（特別是中國、韓國）燃料電池市場(chǎng)有望迅速擴大，而且隨著(zhù)燃料電池應用市場(chǎng)的逐步擴大，燃料電池系統成本正在不斷降低，未來(lái)很可能實(shí)現不依賴(lài)補貼而產(chǎn)業(yè)獨立化發(fā)展。

 

　　中國“后生可畏”

 

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

 

　　2018年國務(wù)院印發(fā)的《“十三五”國家戰略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規劃》曾提出：要系統推進(jìn)燃料電池汽車(chē)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，到2020年，實(shí)現燃料電池汽車(chē)批量生產(chǎn)和規?；痉稇?。隨著(zhù)氫能源汽車(chē)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(chē)的產(chǎn)量將迎來(lái)爆發(fā)式增長(cháng)時(shí)期。

 

 

　　雖然國內燃料電池仍處于前期發(fā)展階段，2017年底累計運行1000輛，2018年年產(chǎn)超過(guò)1500輛，全國投入運營(yíng)的加氫站達到12座，在建20座。其中，2018年，氫燃料客車(chē)銷(xiāo)量1418輛；氫燃料電池貨車(chē)銷(xiāo)量為109輛。

 

　　但是國內對于燃料電池汽車(chē)一直積極支持態(tài)度，2018年的補貼按照額定功率與驅動(dòng)電機的額定功率比值確定補貼系數，乘用車(chē)、輕型客車(chē)和貨車(chē)、大中型客車(chē)和中重型貨車(chē)分別單車(chē)補貼上限為20萬(wàn)/輛、30萬(wàn)/輛、50萬(wàn)/輛，補貼在2020年前不會(huì )退坡。

 

　　總的來(lái)看，雖然氫燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)在中國的發(fā)展平穩且順利，但國內外產(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，國內無(wú)法形成批量生產(chǎn)，仍需要進(jìn)口，如此受制于人，也進(jìn)一步導致了氫燃料電池汽車(chē)難以穩定生產(chǎn)；另在車(chē)控系統中，如空壓機、加濕器、氫循環(huán)裝置等附件系統仍需要進(jìn)口；另在新能方面，如電池續航能力、電池壽命、溫度適應性等均與國外存在較大差異。

 

　　對此，萬(wàn)鋼建議，發(fā)達國家已把加氫站作為“能源管理“的一項，創(chuàng )造了科學(xué)安全的氫加注建設和車(chē)載的氫罐技術(shù)標準、檢測體系，有力地推動(dòng)了燃料電池汽車(chē)的商業(yè)化。“我國應借鑒先進(jìn)經(jīng)驗，總結試點(diǎn)成果，抓緊研究氫能加氫站和儲罐技術(shù)標準，提升檢測能力，盡快破除標準的檢測障礙和市場(chǎng)準入壁壘。并在氫能加注、儲運技術(shù)上建立健全相關(guān)標準法規。”

 

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

 

　　總的來(lái)看，隨著(zhù)電池污染的增加，以后氫能必然成為發(fā)展趨勢之一。以后是多種能源共同發(fā)展，百花齊放的市場(chǎng)發(fā)展狀態(tài)。目前，我國已有多家企業(yè)涉足燃料電池業(yè)務(wù)，這預示著(zhù)燃料電池市場(chǎng)競爭將愈發(fā)激烈，市場(chǎng)體量如此龐大，誘惑力足以相見(jiàn)。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)的戰役，或許才剛剛打響。