技术不断突破 ， 产业日益壮大
“氢汽车”发展驶入快车道(新技术 新进展⑥)
加氢三分钟 ， 续航700公里 ， 真正实现零排放……近年来 ， 作为新能源汽车的主要技术路径之一 ， “氢汽车”正带给人们无穷的想象空间 。
前不久 ， 我国金属双极板水冷电堆技术取得重要突破 。北京嘉清新能源科技有限公司依托清华大学毛宗强技术团队 ， 成功研发出40千瓦车用金属双极板水冷电堆产品 。第三方测试结果显示 ， 产品在体积功率密度、大电流持续稳定放电能力、单位面积放电电流密度等关键指标上 ， 全面对标国际一流产品 ， 形成了具有完全自主知识产权的核心技术体系 。
那么 ， 我国氢燃料电池汽车技术进展如何？还有哪些瓶颈？未来前景怎样？采访人员进行了采访 。
加注时间短、续航里程长 ， 氢能被业界视为传统内燃机理想的替代解决方案
氢能 ， 被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源 ， 是一种二次能源 。它的来源多样 ， 能实现终端零排放、环境友好；它的用途广泛 ， 除了发电、发热 ， 也是理想的交通替代能源 。
上世纪70年代起 ， 氢能的独特优势被国际社会瞩目 。一些国家积极开发氢能、燃料电池等新一代能源技术 。近年来 ， 我国也大力支持氢能产业的发展 。将氢能应用于汽车行业 ， 打造氢燃料电池汽车 ， 是各方深思熟虑的结果 。
国际氢能协会副主席、清华大学核能与新能源技术研究院毛宗强教授介绍 ， 氢燃料电池汽车加注时间短、续航里程长、零排放、无污染 ， 被业界视为传统内燃机理想的替代解决方案 。而且 ， 氢能效能高且稳定 ， 仅少量水就能制备出可观的氢气 ， 再转换成电能 ， 简单便利 。
从技术原理看 ， 氢燃料电池由电堆、电控、供氢装置、供空气装置等部件组成 。“电堆是组成燃料电池的最基础、最关键的核心部件 。电堆中的氢气和氧气相遇 ， 发生化学反应产生电 。其中的技术难点在于 ， 整个过程必须实现气、水、热、电、力这五个要素的相互协同 ， 才能释放出最大效能 。”毛宗强说 。
关于氢燃料电池 ， 国际通常两条技术路线并行：金属双极板水冷电堆和石墨双极板水冷电堆 。前者在低温启动、体积与功率密度等方面具有优势 ， 后者在可靠性、寿命和成本等方面有长处 ， 是目前燃料电池商用车的首选对象 。
我国是世界上氢资源最丰富的国家 ， 同时拥有最大的汽车市场 。但氢燃料电堆技术距离世界领先水平 ， 还有一定差距 。
专家解释 ， 电堆关键技术主要由国际主流车企掌握 。“电堆设计技术门槛高 ， 对材料、加工工艺等要求极高 。想要发展得好 ， 必须依靠自主创新 。”毛宗强说 ， 他率领的嘉清团队 ， 就是通过提升电堆单位、缩小电堆体积等技术创新 ， 降低电堆的成本 ， 提升了电堆的体积功率密度 。
寻找适合的商业化路径也不容忽视 。当下 ， 国内氢能汽车多数采取“锂电池+氢燃料电池”的电电混合模式 ， 未来将向纯氢燃料汽车方向发展 。多家国内企业大胆尝试、持续攻关 ， 实现氢燃料电池在大巴车、物流车、重卡、专用车等不同应用场景的产业化应用 。
氢燃料电池汽车的发展不仅是一个技术问题 ， 还依赖于整个产业链的支撑
近年来 ， 随着技术成熟度提升 ， 氢燃料电池技术路线逐渐受到关注 ， “氢汽车”发展也驶入“快车道” 。2019年 ， 氢能首次写进《政府工作报告》 ， 要求“推动充电、加氢等设施建设”；有关部门密集出台政策 ， 引导并鼓励氢能和氢燃料电池技术的开发利用；大部分省区市出台氢能发展规划 ， 即将到来的2022年冬奥会也有望为产业带来新机遇……分页标题#e#
在云浮(佛山)氢能标准化创新研发中心主任赵吉诗看来 ， 氢燃料电池技术已经逐渐进入产业导入期 ， 前景广阔 。“国内氢燃料电池汽车的保有量已经超过6000辆 ， 通过这几千辆车逐步做验证 ， 有了支撑 ， 就能促进技术进步、降低成本 ， 为规模化、产业化奠定基础 。”
然而 ， 氢燃料电池汽车发展不仅是一个技术问题 ， 还依赖于整个产业链的支撑 ， 特别是上游的氢气制取、储运以及加氢站等基础设施 。“只有打造出‘制、储、运、加、用’一体化的产业链 ， 才能进一步推动氢燃料电池汽车产业化和氢能商业化 。”赵吉诗强调 。
在制氢方面 ， 有电解水、煤制氢、天然气制氢等主要方法 。我国氢能来源广泛 ， 既有大量的工业副产氢气 ， 又有大量弃风弃光电、低谷电等可供制氢的存量资源 。氢制备出来后 ， 需要运输至加氢站并贮存 。我国普遍采用20兆帕的气态高压运输 ， 经济性和运输效率较低 。
此外 ， 我国长期把氢归于危化品管理 ， 也在一定程度上制约了氢能的利用 。赵吉诗说：“认可氢的能源属性 ， 按照车用能源进行管理 ， 才能进一步满足氢燃料电池汽车产业化的需要 。”
作为氢燃料电池汽车的基础设施 ， 加氢站也需大量新建 。据了解 ， 从2006年第一座加氢站落地 ， 我国已累计建成61座加氢站 ， 仅去年一年 ， 就建成30座加氢站 。广东国鸿氢能科技有限公司副总经理燕希强介绍 ， 建设一座日加氢能力在500—1000千克的加氢站 ， 成本在1500万—2500万元 。他建议 ， 未来可采取加氢、加油、充电站混建的方式来逐步降低运营成本 ， 扩大加氢站建设规模 。
国家层面也开始重视氢燃料电池汽车基础设施的建设 。今年4月 ， 国家能源局发布《能源法(征求意见稿)》 ， 首次将氢能纳入能源种类；6月 ， 住建部办公厅发布关于国家标准《加氢站技术规范(局部修订条文征求意见稿)》 ， 拟新增液态氢储存相关内容及技术标准 。一系列政策的落地 ， 有望进一步推动全产业链降本增效 。
燕希强表示 ， 氢气的制取、储运以及加氢站等产业链各环节 ， 直接决定了氢气的加注价格 ， 即车辆的使用成本 。“现在氢燃料汽车的能源成本与燃油车差不多 ， 急需通过产业链上游的规模化 ， 来降低氢燃料的使用成本 。”
我国氢燃料电池汽车发展较快 ， 核心技术方面还存在差距 ， 应继续加大研发投入
过去10年 ， 我国新能源汽车累计推广超过450万辆 ， 但大部分以纯电动汽车为主 。2016年 ， 中国汽车工程学会发布的《节能与新能源汽车技术路线图》预计 ， 我国氢燃料电池汽车累计销量在2020年、2025年和2030年将分别达到5000辆、5万辆和100万辆 。
近年来 ， 我国氢燃料电池汽车销量增速明显 。从2015年仅有10辆 ， 到2019年全年销售2737辆 ， 累计销量达6000多辆 ， 已达成2020年的阶段性目标 。其中 ， 氢燃料电池商用车发展较快 ， 在物流配送、公共出行等领域 ， 实现了氢燃料汽车的商业化落地 。乘用车方面 ， 国内一些车企虽然也在积极研发 ， 但规模相对较小 ， 占比较低 。
在上海重塑能源科技有限公司董事长林琦看来 ， 乘用车生产量大 ， 又面向消费端 ， 开发、验证的周期较长 。此外 ， 加氢站目前还没有形成网络 ， 使得氢燃料电池乘用车相对纯电动汽车 ， 仍然发展较缓 。赵吉诗也认为：“如果技术突破带动成本降低 ， 乘用车市场巨大 。”分页标题#e#
技术层面 ， 我国已经初步掌握了氢燃料电池电堆、空压机等关键材料技术 ， 大部分零部件能实现不同程度的国产化 ， 但与国外先进水平相比 ， 仍存在一定差距 。“氢燃料电池电堆的核心零部件 ， 如催化剂、质子交换膜等 ， 一些关键材料和部件仍依赖进口 ， 核心技术离产业化还有一定距离 。”鸿基创能科技(广州)有限公司副董事长、首席技术官叶思宇表示 。
今年4月 ， 财政部等公布《四部委关于完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》 ， 提出争取通过4年左右时间 ， 建立氢能和燃料电池汽车产业链 ， 关键核心技术取得突破 ， 形成布局合理、协同发展的良好局面 。“技术和产业的全面发展需要一定的沉淀 。”叶思宇说 ， 要从产业持续健康发展的角度出发 ， 不断加大研发投入 ， 把知识成果转化成产业 ， 并通过产学研结合 ， 促进创新技术发展 。
【|“氢汽车”发展驶入快车道：技术不断突破，产业日益壮大】专家同时指出 ， 放眼新能源汽车领域 ， 氢燃料电池汽车与纯电动汽车既有一定程度的竞争 ， 又相辅相成 ， 关键是要能够形成能源革命的合力 ， 共同驱动一个更加美好的未来 。随着我国在燃料电池电堆技术上取得突破 ， 期待更多的示范企业以点带面 ， 推动我国燃料电池和氢能汽车产业的有序发展 ， 形成氢能经济的崛起态势 。（采访人员 谷业凯 刘诗瑶）

来源：(人民日报)

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