上海國(guó)際氫能展訊，近日，由中汽數(shù)據(jù)有限公司主辦的《氫能汽車藍(lán)皮書(2023)》發(fā)布會(huì)暨氫能產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展政策聯(lián)合研究工作組啟動(dòng)會(huì)在京舉辦。《氫能汽車藍(lán)皮書》是我國(guó)首部氫能汽車領(lǐng)域公開發(fā)行的專題研究報(bào)告，以“新征程上的氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展”為主題，立足我國(guó)氫能及燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)際，對(duì)氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況進(jìn)行了全面系統(tǒng)分析，并提出了推動(dòng)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的措施建議。

□郭 昊

“我國(guó)氫能與氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)取得顯著成效，已建成涵蓋氫能制、儲(chǔ)、運(yùn)、加全產(chǎn)業(yè)鏈體系，氫燃料電池汽車及關(guān)鍵零部件研發(fā)制造等各環(huán)節(jié)較為完善的產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈，正加速?gòu)募夹g(shù)研發(fā)向商業(yè)化發(fā)展階段邁進(jìn)?！边@是近日中汽數(shù)據(jù)有限公司在《氫能汽車藍(lán)皮書(2023)》(下稱《藍(lán)皮書》)發(fā)布會(huì)上透露的。

盡管我國(guó)各地陸續(xù)發(fā)布了上百份與氫能相關(guān)的規(guī)劃和政策，但氫能行業(yè)仍未形成統(tǒng)一有序的管理機(jī)制、自主可控的產(chǎn)業(yè)體系，面臨補(bǔ)短板、降成本等挑戰(zhàn)。多位專家表示，推動(dòng)氫燃料電池汽車行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展任重道遠(yuǎn)，仍需行業(yè)各方共同努力，健全行業(yè)管理政策和標(biāo)準(zhǔn)體系，完善氫能供給體系建設(shè)，加強(qiáng)核心技術(shù)攻關(guān)，創(chuàng)新商業(yè)模式，推動(dòng)氫能及氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

核心技術(shù)創(chuàng)新加快推進(jìn)，牽引車和專用車成市場(chǎng)主流

近幾年，在“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)和國(guó)家氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃的推動(dòng)下，我國(guó)氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)積極開展氫能技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)鏈布局和示范應(yīng)用。整體來(lái)看，我國(guó)氫燃料電池汽車呈現(xiàn)核心技術(shù)創(chuàng)新加快推進(jìn)、自主產(chǎn)業(yè)體系趨于完善、市場(chǎng)銷量快速增長(zhǎng)、示范應(yīng)用車型向多場(chǎng)景拓展等趨勢(shì)。

“比如，燃料電池膜電極核心材料一直是我國(guó)氫能關(guān)鍵材料的短板，目前，國(guó)產(chǎn)質(zhì)子交換膜、催化劑和氣體擴(kuò)散層技術(shù)指標(biāo)已能滿足車用燃料電池使用要求，處于有供應(yīng)能用向好用方向發(fā)展階段，以往核心材料嚴(yán)重依賴進(jìn)口的被動(dòng)局面開始得到緩解?！敝衅麛?shù)據(jù)高級(jí)工程師王建建介紹，國(guó)產(chǎn)質(zhì)子交換膜和催化劑核心材料已基本實(shí)現(xiàn)自主化研發(fā)，部分技術(shù)指標(biāo)具備一定優(yōu)勢(shì)，并具備批量化供應(yīng)能力，并實(shí)現(xiàn)了多車型、多場(chǎng)景裝車應(yīng)用。尤其是隨著氫燃料電池城市群示范應(yīng)用政策的驅(qū)動(dòng)，我國(guó)氫燃料電池汽車市場(chǎng)迎來(lái)快速增長(zhǎng)。

值得注意的是，隨著車型供給結(jié)構(gòu)不斷豐富，牽引車和專用車成為市場(chǎng)主流。2022年以來(lái)，我國(guó)氫燃料電池汽車公告數(shù)量顯著增加，新增及變更氫燃料電池車型公告700余款，半掛牽引車、自卸汽車、冷藏車和環(huán)衛(wèi)車等車型的公告數(shù)量占比大幅增加。從2023年前三季度市場(chǎng)終端表現(xiàn)來(lái)看，氫燃料電池半掛牽引車、物流專用車、自卸汽車成為市場(chǎng)主流。

截至目前，我國(guó)氫燃料電池汽車應(yīng)用場(chǎng)景已從早期單一的公交領(lǐng)域應(yīng)用向城市公交、客運(yùn)班車、城市物流、冷鏈運(yùn)輸、渣土轉(zhuǎn)運(yùn)、市政環(huán)衛(wèi)、倒短運(yùn)輸、公務(wù)用車、共享出行等多場(chǎng)景應(yīng)用拓展，牽引、物流、環(huán)衛(wèi)、自卸等細(xì)分領(lǐng)域產(chǎn)品矩陣、噸位結(jié)構(gòu)、車輛用途進(jìn)一步豐富和完善。

受上述變化的影響，企業(yè)也積極布局，越來(lái)越多的整車企業(yè)開始不斷加快在氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)的研發(fā)投入和市場(chǎng)推廣。近兩年，我國(guó)氫燃料電池汽車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇，福田、宇通、金龍、飛馳車企位居頭部，2023年前三季度，行業(yè)前五企業(yè)市場(chǎng)份額占比45%，市場(chǎng)集中度較2022年同期有所下降，市場(chǎng)初期成熟穩(wěn)定的競(jìng)爭(zhēng)格局仍未形成。

政策環(huán)境仍需完善，終端用氫降本需求迫切

如今我國(guó)氫能及氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)尚處于發(fā)展初期，支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)性制度滯后，還存在非化工園區(qū)電解水制氫難、儲(chǔ)運(yùn)壓力標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)低、加氫站審批建設(shè)難、站內(nèi)制氫、車載氣瓶年檢難等問題和挑戰(zhàn)。

業(yè)內(nèi)人士分析，以加氫站建設(shè)審批為例，我國(guó)部分城市參照天然氣汽車加氣站管理模式，進(jìn)行了一些先行先試，但行業(yè)仍然缺乏統(tǒng)一、規(guī)范的加氫站建設(shè)和運(yùn)營(yíng)管理審批政策、工作流程。氫能產(chǎn)業(yè)供給側(cè)仍不能完全滿足需求側(cè)發(fā)展期望，產(chǎn)業(yè)發(fā)展形態(tài)和發(fā)展路徑尚需進(jìn)一步探索等，從各地發(fā)布的氫能產(chǎn)業(yè)引導(dǎo)性政策來(lái)看，普遍側(cè)重于發(fā)展可再生能源制氫、燃料電池和電解槽裝備，盲目跟風(fēng)、同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)和低水平建設(shè)苗頭有所顯現(xiàn)。

制氫方面，目前車用高純氫整體供應(yīng)不足，就連備受關(guān)注的“綠氫”在汽車上的應(yīng)用也極少，工業(yè)副產(chǎn)氫供應(yīng)穩(wěn)定性不能完全保障，部分區(qū)域存在有車無(wú)氫的局面;儲(chǔ)運(yùn)方面，目前外供氫加氫站氫氣運(yùn)輸以20兆帕長(zhǎng)管拖車為主，單車實(shí)際卸氣量?jī)H為250千克，運(yùn)氫效率低、成本高，當(dāng)運(yùn)輸距離為100~150千米時(shí)，運(yùn)輸成本在10元/千克左右，隨著運(yùn)輸距離增加，長(zhǎng)管拖車運(yùn)輸成本逐漸上升，需要突破運(yùn)氫壓力等級(jí)限制，提高單車運(yùn)氫量;加氫站建設(shè)和運(yùn)營(yíng)方面，加氫站真正高效穩(wěn)定運(yùn)行仍面臨較大挑戰(zhàn)。2023年以來(lái)，我國(guó)加氫站建設(shè)和投運(yùn)進(jìn)度放緩，已建成加氫站空間分布不均、投資建設(shè)成本高、車站協(xié)同較差、加氫便利性低，良性的市場(chǎng)化運(yùn)作模式尚未形成，部分區(qū)域存在加氫站利用率不高，面臨有站無(wú)車、運(yùn)營(yíng)困難的現(xiàn)實(shí)問題。

“在非示范城市群無(wú)補(bǔ)貼的情況下，終端加氫價(jià)格甚至在60~70元/千克，運(yùn)營(yíng)成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于純電動(dòng)車和燃油汽車?！睒I(yè)內(nèi)人士介紹。

整體來(lái)看，目前，我國(guó)氫燃料電池汽車市場(chǎng)仍處于商業(yè)化初期階段，氫燃料電池汽車保有量?jī)H為新能源汽車保有量的千分之一，產(chǎn)業(yè)規(guī)模還比較小，規(guī)模效應(yīng)帶來(lái)的降本效益不夠突出。

以購(gòu)置成本為例，氫燃料電池汽車雖已進(jìn)入應(yīng)用成本快速下降期，但當(dāng)前超過(guò)百萬(wàn)元的車輛購(gòu)置成本較傳統(tǒng)燃油商用車甚至純電動(dòng)車型仍然偏高。

“因此，要實(shí)現(xiàn)無(wú)補(bǔ)貼的氫燃料電池汽車商業(yè)化運(yùn)行，必須大幅度降低供氫成本和氫燃料電池系統(tǒng)成本，進(jìn)而降低氫燃料電池汽車運(yùn)行成本?！敝袊?guó)工程院院士衣寶廉說(shuō)。

融入“雙碳”戰(zhàn)略，強(qiáng)化核心技術(shù)創(chuàng)新

作為新質(zhì)生產(chǎn)力的典型代表，我國(guó)氫燃料電池汽車該如何在新征程上實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展?

《藍(lán)皮書》建議，首先要強(qiáng)化頂層設(shè)計(jì)，創(chuàng)新體制機(jī)制。在國(guó)家層面，要加強(qiáng)引導(dǎo)，持續(xù)完善頂層設(shè)計(jì)，加快管理創(chuàng)新和政策創(chuàng)新，明確氫能產(chǎn)業(yè)監(jiān)管體系和責(zé)任部門，優(yōu)化氫項(xiàng)目規(guī)劃、立項(xiàng)、審批等管理工作流程，消除制約氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展的堵點(diǎn)和卡點(diǎn)。與此同時(shí)，引導(dǎo)地方有序建設(shè)氫能及氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)集群，探索符合本地資源稟賦、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和市場(chǎng)需求的氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)，避免盲目投資和低水平項(xiàng)目重復(fù)建設(shè)。

科技是第一生產(chǎn)力，科研成果只有落地應(yīng)用，才能真正產(chǎn)生價(jià)值?！端{(lán)皮書》指出，把科技創(chuàng)新作為推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的主要?jiǎng)恿Γ劢箽淙剂想姵仄嚠a(chǎn)業(yè)鏈薄弱和短板環(huán)節(jié)，切實(shí)形成產(chǎn)學(xué)研用創(chuàng)新體系，發(fā)揮企業(yè)的創(chuàng)新主體作用，發(fā)揮高校及科研院所在創(chuàng)新體系中的作用，開展以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究。依托行業(yè)骨干企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)與高校，聯(lián)合組建氫燃料電池汽車關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)平臺(tái)和攻關(guān)體，建立更加完善協(xié)同高效的創(chuàng)新體系。

新質(zhì)生產(chǎn)力的發(fā)展還需要應(yīng)用場(chǎng)景、市場(chǎng)需求的緊密結(jié)合。唯有如此，才能用規(guī)模化的應(yīng)用帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)提質(zhì)降本?！端{(lán)皮書》指出，今后，要以用車場(chǎng)景需求為導(dǎo)向，挖掘氫燃料電池汽車多元場(chǎng)景應(yīng)用潛力。在工業(yè)副產(chǎn)氫富集的石化化工、冶金產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)加快推進(jìn)中重型氫燃料電池汽車規(guī)模化示范應(yīng)用，重點(diǎn)挖掘化工產(chǎn)品、鋼材、煤炭等各類重載貨物運(yùn)輸場(chǎng)景;積極建設(shè)跨省、市的高速氫動(dòng)走廊，加氫價(jià)格互惠互利，保障氫燃料電池汽車跨區(qū)域通行運(yùn)營(yíng)。

“最后，不容忽視的是，要發(fā)揮氫能在汽車領(lǐng)域示范應(yīng)用的先行引領(lǐng)作用和減排效應(yīng)，就必須積極融入‘雙碳’，完善配套生態(tài)體系?！薄端{(lán)皮書》強(qiáng)調(diào)，比如，積極開展氫燃料電池汽車“綠氫”溯源認(rèn)證、示范應(yīng)用碳足跡追蹤、生命周期碳排放核算和節(jié)能減排評(píng)價(jià)體系建設(shè)，支持應(yīng)用減排量納入溫室氣體自愿減排交易市場(chǎng)，形成對(duì)車輛應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性補(bǔ)償。

多位專家表示，未來(lái)，隨著可再生能源制氫規(guī)模擴(kuò)大，氫燃料電池汽車的節(jié)能減碳潛力將進(jìn)一步釋放，可有效帶動(dòng)氫能在交通、工業(yè)、能源、電力和建筑等多場(chǎng)景應(yīng)用，全面提升氫能產(chǎn)業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力，對(duì)于實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)和應(yīng)對(duì)氣候變化具有重要的戰(zhàn)略意義。

新聞會(huì)客廳：氫燃料電池汽車將打開氫能應(yīng)用的突破口

衣寶廉 中國(guó)工程院院士 中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所 研究員

問：為什么說(shuō)上下游協(xié)同降本能推動(dòng)氫燃料電池汽車邁向商業(yè)化應(yīng)用新階段?

答：用氫能代替燃油驅(qū)動(dòng)各種交通工具，不僅能實(shí)現(xiàn)交通領(lǐng)域節(jié)能減排，而且能提高國(guó)家能源的安全性。盡管氫燃料電池汽車有諸多優(yōu)點(diǎn)，但其發(fā)展必須攻克成本難點(diǎn)：第一，目前燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)比較貴，導(dǎo)致一輛燃料電池汽車的售價(jià)是燃油車的2~3倍、鋰離子電池汽車的1.5~2倍;第二，加氫站的建設(shè)費(fèi)用比較高，在1200萬(wàn)~1500萬(wàn)元;第三，加氫站的加氫費(fèi)用每千克為60~70元，只有降到30元以下才能跟燃油車競(jìng)爭(zhēng)。因此，要實(shí)現(xiàn)無(wú)補(bǔ)貼的燃料電池汽車商業(yè)化運(yùn)行，必須大幅降低供氫成本和氫燃料電池系統(tǒng)成本，進(jìn)而降低氫燃料電池汽車運(yùn)行成本。

問：降低供氫成本需要考慮哪幾個(gè)方面?

答：一是氫源方面，二是儲(chǔ)運(yùn)方面。

氫源方面，主要有三種制氫方式：化石燃料制氫、工業(yè)副產(chǎn)氫制氫、可再生能源制氫。我國(guó)具有豐富的副產(chǎn)氫資源，年產(chǎn)量近千萬(wàn)噸;可再生能源制氫是利用棄風(fēng)、棄水、棄光的富余電量和生物質(zhì)等進(jìn)行電解水制氫，電解水制氫類型包括堿水電解、純水電解(質(zhì)子交換膜水電解)、高溫固體氧化物水蒸氣電解，我國(guó)堿水電解技術(shù)水平世界第一，售價(jià)是國(guó)際售價(jià)的1/3。純水電解國(guó)內(nèi)已做到兆瓦級(jí)，但數(shù)量和性能與國(guó)外比還有差距。高溫固體氧化物電解效率最高，但還處于發(fā)展階段。

儲(chǔ)運(yùn)方面，利用“三北”地區(qū)豐富的水力、風(fēng)能、太陽(yáng)能發(fā)電，大力發(fā)展質(zhì)子交換膜電解水制氫，把氫氣送入天然氣管網(wǎng)，最高濃度可達(dá)20%，在需要?dú)錃獾牡胤剑捎媚し蛛x從天然氣氫混合物中提取純氫，當(dāng)氫濃度低時(shí)，可抽取等熱值天然氣進(jìn)行重整制氫。在近海地區(qū)發(fā)展海上風(fēng)電，采用電解水制氫，利用氫氣管道將氫氣輸送至海港，將氫液化作為商品用管車送至附近加氫站。加氫站建設(shè)電解水制氫裝置和天然氣重整制氫裝置，利用上述方案提高氫氣輸送效率，降低用氫成本。氫氣壓縮機(jī)、高壓儲(chǔ)氫瓶、加氫機(jī)等也需要盡快國(guó)產(chǎn)化和批量生產(chǎn)，還要建設(shè)油氫電合建站，大幅降低加氫站的建設(shè)費(fèi)用。

問：降低燃料電池系統(tǒng)成本需要從哪些方面著手?

答：首先要降低燃料電池電堆的成本，電堆成本為燃料電池系統(tǒng)的50%左右，要提高電堆比功率，研究高活性的催化劑，同時(shí)降低鉑用量。制備高性能超薄增強(qiáng)復(fù)合膜，增加機(jī)械強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)低透氣率。對(duì)于膜電極組合而言，膜減薄后，大幅降低了歐姆極化，同時(shí)采用靜電噴涂，形成結(jié)構(gòu)部分有序化，從而降低氧傳質(zhì)阻力和提高電極活性。在雙極板類型中，無(wú)孔碳板和金屬板工藝在國(guó)內(nèi)已成熟，加大力度對(duì)無(wú)涂層的不銹鋼板工藝進(jìn)行研究，薄金屬?zèng)_壓雙極板具有比功率高、成本低的優(yōu)勢(shì)。改進(jìn)流場(chǎng)結(jié)構(gòu)，提高電池性能，提高氧氣傳質(zhì)速率、排水效率，將電堆的工作電流密度由現(xiàn)在每平方厘米2安培提高為4~5安培，電堆成本由1000~1500元降為500~700元。

其次，在組裝燃料電池系統(tǒng)中，要使電堆在最適宜運(yùn)行的條件下工作，電-電混合能控制燃料電池輸出功率，使其平穩(wěn)輸出，解決燃料電池響應(yīng)慢的問題，提升電池系統(tǒng)的可靠性和耐久性，降低研發(fā)和售后服務(wù)成本攤銷。

最后，突破關(guān)鍵材料和氫瓶瓶口閥等“卡脖子”核心零部件，提升核心技術(shù)創(chuàng)新能力，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵材料、關(guān)鍵部件國(guó)產(chǎn)化、批量化生產(chǎn)，顯著降低燃料電池系統(tǒng)成本。按美國(guó)能源部預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)燃料部件批量生產(chǎn)，達(dá)到萬(wàn)輛級(jí)生產(chǎn)，電池系統(tǒng)成本可降低50%以上，這樣，到“十四五”結(jié)束，燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)成本可降為每千瓦500元左右。(郭 昊 采訪整理)

我國(guó)五大氫能產(chǎn)業(yè)示范城市群

廣東城市群

由佛山市牽頭，聯(lián)合廣州、深圳、福州、珠海、東莞、中山、陽(yáng)江、云浮、包頭、六安和淄博等城市組建

河南城市群

包含河南省鄭州市、新鄉(xiāng)市、開封市、安陽(yáng)市、洛陽(yáng)市、焦作市，上海市嘉定區(qū)、奉賢區(qū)、自貿(mào)區(qū)臨港片區(qū)，河北省張家口市、保定市、辛集市，山東省煙臺(tái)市、淄博市、濰坊市，廣東省佛山市及寧夏寧東鎮(zhèn)

河北城市群

由張家口市牽頭，聯(lián)合河北省唐山市、保定市、邯鄲市、秦皇島市、定州市、辛集市、雄安新區(qū)，內(nèi)蒙古烏海市，上海市奉賢區(qū)，河南省鄭州市，山東省淄博市、聊城市，福建省廈門市等城市組成

京津冀城市群

北京(大興、海淀、經(jīng)開、延慶、順義、房山、昌平)，天津?yàn)I海新區(qū)，河北省唐山市、保定市，山東省濱州市、淄博市

上海城市群

由上海市牽頭，聯(lián)合江蘇省蘇州市、南通市，浙江省嘉興市，山東省淄博市，寧夏寧東能源化工基地，內(nèi)蒙古鄂爾多斯市等組成

氫能及燃料電池 氫能產(chǎn)業(yè) 氫燃料電池汽車 燃料電池 氫能產(chǎn)業(yè)示范城市群

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