上海國際氫能展訊，近日，由中汽數據有限公司主辦的《氫能汽車(chē)藍皮書(shū)(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?！稓淠芷?chē)藍皮書(shū)》是我國首部氫能汽車(chē)領(lǐng)域公開(kāi)發(fā)行的專(zhuān)題研究報告，以“新征程上的氫燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展”為主題，立足我國氫能及燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)際，對氫燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況進(jìn)行了全面系統分析，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

“我國氫能與氫燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)體系建設取得顯著(zhù)成效，已建成涵蓋氫能制、儲、運、加全產(chǎn)業(yè)鏈體系，氫燃料電池汽車(chē)及關(guān)鍵零部件研發(fā)制造等各環(huán)節較為完善的產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈，正加速從技術(shù)研發(fā)向商業(yè)化發(fā)展階段邁進(jìn)?！边@是近日中汽數據有限公司在《氫能汽車(chē)藍皮書(shū)(2023)》(下稱(chēng)《藍皮書(shū)》)發(fā)布會(huì )上透露的。

盡管我國各地陸續發(fā)布了上百份與氫能相關(guān)的規劃和政策，但氫能行業(yè)仍未形成統一有序的管理機制、自主可控的產(chǎn)業(yè)體系，面臨補短板、降成本等挑戰。多位專(zhuān)家表示，推動(dòng)氫燃料電池汽車(chē)行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展任重道遠，仍需行業(yè)各方共同努力，健全行業(yè)管理政策和標準體系，完善氫能供給體系建設，加強核心技術(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(chē)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(chē)和專(zhuān)用車(chē)成市場(chǎng)主流

近幾年，在“雙碳”戰略目標和國家氫能產(chǎn)業(yè)規劃的推動(dòng)下，我國氫燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)積極開(kāi)展氫能技術(shù)創(chuàng )新、產(chǎn)業(yè)鏈布局和示范應用。整體來(lái)看，我國氫燃料電池汽車(chē)呈現核心技術(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(xiāo)量快速增長(cháng)、示范應用車(chē)型向多場(chǎng)景拓展等趨勢。

“比如，燃料電池膜電極核心材料一直是我國氫能關(guān)鍵材料的短板，目前，國產(chǎn)質(zhì)子交換膜、催化劑和氣體擴散層技術(shù)指標已能滿(mǎn)足車(chē)用燃料電池使用要求，處于有供應能用向好用方向發(fā)展階段，以往核心材料嚴重依賴(lài)進(jìn)口的被動(dòng)局面開(kāi)始得到緩解?！敝衅麛祿呒壒こ處熗踅ńń榻B，國產(chǎn)質(zhì)子交換膜和催化劑核心材料已基本實(shí)現自主化研發(fā)，部分技術(shù)指標具備一定優(yōu)勢，并具備批量化供應能力，并實(shí)現了多車(chē)型、多場(chǎng)景裝車(chē)應用。尤其是隨著(zhù)氫燃料電池城市群示范應用政策的驅動(dòng)，我國氫燃料電池汽車(chē)市場(chǎng)迎來(lái)快速增長(cháng)。

值得注意的是，隨著(zhù)車(chē)型供給結構不斷豐富，牽引車(chē)和專(zhuān)用車(chē)成為市場(chǎng)主流。2022年以來(lái)，我國氫燃料電池汽車(chē)公告數量顯著(zhù)增加，新增及變更氫燃料電池車(chē)型公告700余款，半掛牽引車(chē)、自卸汽車(chē)、冷藏車(chē)和環(huán)衛車(chē)等車(chē)型的公告數量占比大幅增加。從2023年前三季度市場(chǎng)終端表現來(lái)看，氫燃料電池半掛牽引車(chē)、物流專(zhuān)用車(chē)、自卸汽車(chē)成為市場(chǎng)主流。

截至目前，我國氫燃料電池汽車(chē)應用場(chǎng)景已從早期單一的公交領(lǐng)域應用向城市公交、客運班車(chē)、城市物流、冷鏈運輸、渣土轉運、市政環(huán)衛、倒短運輸、公務(wù)用車(chē)、共享出行等多場(chǎng)景應用拓展，牽引、物流、環(huán)衛、自卸等細分領(lǐng)域產(chǎn)品矩陣、噸位結構、車(chē)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(chē)企業(yè)開(kāi)始不斷加快在氫燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的研發(fā)投入和市場(chǎng)推廣。近兩年，我國氫燃料電池汽車(chē)市場(chǎng)競爭加劇，福田、宇通、金龍、飛馳車(chē)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)初期成熟穩定的競爭格局仍未形成。

政策環(huán)境仍需完善，終端用氫降本需求迫切

如今我國氫能及氫燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)尚處于發(fā)展初期，支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎性制度滯后，還存在非化工園區電解水制氫難、儲運壓力標準等級低、加氫站審批建設難、站內制氫、車(chē)載氣瓶年檢難等問(wèn)題和挑戰。

業(yè)內人士分析，以加氫站建設審批為例，我國部分城市參照天然氣汽車(chē)加氣站管理模式，進(jìn)行了一些先行先試，但行業(yè)仍然缺乏統一、規范的加氫站建設和運營(yíng)管理審批政策、工作流程。氫能產(chǎn)業(yè)供給側仍不能完全滿(mǎn)足需求側發(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)引導性政策來(lái)看，普遍側重于發(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)化競爭和低水平建設苗頭有所顯現。

制氫方面，目前車(chē)用高純氫整體供應不足，就連備受關(guān)注的“綠氫”在汽車(chē)上的應用也極少，工業(yè)副產(chǎn)氫供應穩定性不能完全保障，部分區域存在有車(chē)無(wú)氫的局面;儲運方面，目前外供氫加氫站氫氣運輸以20兆帕長(cháng)管拖車(chē)為主，單車(chē)實(shí)際卸氣量?jì)H為250千克，運氫效率低、成本高，當運輸距離為100~150千米時(shí)，運輸成本在10元/千克左右，隨著(zhù)運輸距離增加，長(cháng)管拖車(chē)運輸成本逐漸上升，需要突破運氫壓力等級限制，提高單車(chē)運氫量;加氫站建設和運營(yíng)方面，加氫站真正高效穩定運行仍面臨較大挑戰。2023年以來(lái)，我國加氫站建設和投運進(jìn)度放緩，已建成加氫站空間分布不均、投資建設成本高、車(chē)站協(xié)同較差、加氫便利性低，良性的市場(chǎng)化運作模式尚未形成，部分區域存在加氫站利用率不高，面臨有站無(wú)車(chē)、運營(yíng)困難的現實(shí)問(wèn)題。

“在非示范城市群無(wú)補貼的情況下，終端加氫價(jià)格甚至在60~70元/千克，運營(yíng)成本遠遠高于純電動(dòng)車(chē)和燃油汽車(chē)?！睒I(yè)內人士介紹。

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

以購置成本為例，氫燃料電池汽車(chē)雖已進(jìn)入應用成本快速下降期，但當前超過(guò)百萬(wàn)元的車(chē)輛購置成本較傳統燃油商用車(chē)甚至純電動(dòng)車(chē)型仍然偏高。

“因此，要實(shí)現無(wú)補貼的氫燃料電池汽車(chē)商業(yè)化運行，必須大幅度降低供氫成本和氫燃料電池系統成本，進(jìn)而降低氫燃料電池汽車(chē)運行成本?！敝袊こ淘涸菏恳聦毩f(shuō)。

融入“雙碳”戰略，強化核心技術(shù)創(chuàng )新

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

《藍皮書(shū)》建議，首先要強化頂層設計，創(chuàng )新體制機制。在國家層面，要加強引導，持續完善頂層設計，加快管理創(chuàng )新和政策創(chuàng )新，明確氫能產(chǎn)業(yè)監管體系和責任部門(mén)，優(yōu)化氫項目規劃、立項、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)，引導地方有序建設氫能及氫燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)集群，探索符合本地資源稟賦、產(chǎn)業(yè)基礎和市場(chǎng)需求的氫燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)，避免盲目投資和低水平項目重復建設。

科技是第一生產(chǎn)力，科研成果只有落地應用，才能真正產(chǎn)生價(jià)值?！端{皮書(shū)》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)展的主要動(dòng)力，聚焦氫燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈薄弱和短板環(huán)節，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(kāi)展以市場(chǎng)需求為導向的基礎研究和應用基礎研究。依托行業(yè)骨干企業(yè)、科研機構與高校，聯(lián)合組建氫燃料電池汽車(chē)關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng )新研發(fā)平臺和攻關(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)展還需要應用場(chǎng)景、市場(chǎng)需求的緊密結合。唯有如此，才能用規?；膽脦?dòng)產(chǎn)業(yè)提質(zhì)降本?！端{皮書(shū)》指出，今后，要以用車(chē)場(chǎng)景需求為導向，挖掘氫燃料電池汽車(chē)多元場(chǎng)景應用潛力。在工業(yè)副產(chǎn)氫富集的石化化工、冶金產(chǎn)業(yè)集聚區加快推進(jìn)中重型氫燃料電池汽車(chē)規?；痉稇?，重點(diǎn)挖掘化工產(chǎn)品、鋼材、煤炭等各類(lèi)重載貨物運輸場(chǎng)景;積極建設跨省、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(chē)跨區域通行運營(yíng)。

“最后，不容忽視的是，要發(fā)揮氫能在汽車(chē)領(lǐng)域示范應用的先行引領(lǐng)作用和減排效應，就必須積極融入‘雙碳’，完善配套生態(tài)體系?！薄端{皮書(shū)》強調，比如，積極開(kāi)展氫燃料電池汽車(chē)“綠氫”溯源認證、示范應用碳足跡追蹤、生命周期碳排放核算和節能減排評價(jià)體系建設，支持應用減排量納入溫室氣體自愿減排交易市場(chǎng)，形成對車(chē)輛應用的經(jīng)濟性補償。

多位專(zhuān)家表示，未來(lái)，隨著(zhù)可再生能源制氫規模擴大，氫燃料電池汽車(chē)的節能減碳潛力將進(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)景應用，全面提升氫能產(chǎn)業(yè)的綜合競爭力，對于實(shí)現“雙碳”目標和應對氣候變化具有重要的戰略意義。

新聞會(huì )客廳：氫燃料電池汽車(chē)將打開(kāi)氫能應用的突破口

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

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

答：用氫能代替燃油驅動(dòng)各種交通工具，不僅能實(shí)現交通領(lǐng)域節能減排，而且能提高國家能源的安全性。盡管氫燃料電池汽車(chē)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)機比較貴，導致一輛燃料電池汽車(chē)的售價(jià)是燃油車(chē)的2~3倍、鋰離子電池汽車(chē)的1.5~2倍;第二，加氫站的建設費用比較高，在1200萬(wàn)~1500萬(wàn)元;第三，加氫站的加氫費用每千克為60~70元，只有降到30元以下才能跟燃油車(chē)競爭。因此，要實(shí)現無(wú)補貼的燃料電池汽車(chē)商業(yè)化運行，必須大幅降低供氫成本和氫燃料電池系統成本，進(jìn)而降低氫燃料電池汽車(chē)運行成本。

問(wèn)：降低供氫成本需要考慮哪幾個(gè)方面?

答：一是氫源方面，二是儲運方面。

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(lèi)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，我國堿水電解技術(shù)水平世界第一，售價(jià)是國際售價(jià)的1/3。純水電解國內已做到兆瓦級，但數量和性能與國外比還有差距。高溫固體氧化物電解效率最高，但還處于發(fā)展階段。

儲運方面，利用“三北”地區豐富的水力、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20%，在需要氫氣的地方，采用膜分離從天然氣氫混合物中提取純氫，當氫濃度低時(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(chē)送至附近加氫站。加氫站建設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、高壓儲氫瓶、加氫機等也需要盡快國產(chǎn)化和批量生產(chǎn)，還要建設油氫電合建站，大幅降低加氫站的建設費用。

問(wèn)：降低燃料電池系統成本需要從哪些方面著(zhù)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復合膜，增加機械強度，實(shí)現低透氣率。對于膜電極組合而言，膜減薄后，大幅降低了歐姆極化，同時(shí)采用靜電噴涂，形成結構部分有序化，從而降低氧傳質(zhì)阻力和提高電極活性。在雙極板類(lèi)型中，無(wú)孔碳板和金屬板工藝在國內已成熟，加大力度對無(wú)涂層的不銹鋼板工藝進(jìn)行研究，薄金屬沖壓雙極板具有比功率高、成本低的優(yōu)勢。改進(jìn)流場(chǎng)結構，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中，要使電堆在最適宜運行的條件下工作，電-電混合能控制燃料電池輸出功率，使其平穩輸出，解決燃料電池響應慢的問(wèn)題，提升電池系統的可靠性和耐久性，降低研發(fā)和售后服務(wù)成本攤銷(xiāo)。

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)現關(guān)鍵材料、關(guān)鍵部件國產(chǎn)化、批量化生產(chǎn)，顯著(zhù)降低燃料電池系統成本。按美國能源部預測，實(shí)現燃料部件批量生產(chǎn)，達到萬(wàn)輛級生產(chǎn)，電池系統成本可降低50%以上，這樣，到“十四五”結束，燃料電池發(fā)動(dòng)機成本可降為每千瓦500元左右。(郭 昊 采訪(fǎng)整理)

我國五大氫能產(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、新鄉市、開(kāi)封市、安陽(yáng)市、洛陽(yáng)市、焦作市，上海市嘉定區、奉賢區、自貿區臨港片區，河北省張家口市、保定市、辛集市，山東省煙臺市、淄博市、濰坊市，廣東省佛山市及寧夏寧東鎮

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，內蒙古烏海市，上海市奉賢區，河南省鄭州市，山東省淄博市、聊城市，福建省廈門(mén)市等城市組成

京津冀城市群

北京(大興、海淀、經(jīng)開(kāi)、延慶、順義、房山、昌平)，天津濱海新區，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(chē) 燃料電池 氫能產(chǎn)業(yè)示范城市群

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