作為新能源汽車的一個重要發(fā)展方向，氫燃料電池汽車無疑是當下的一個熱門領域，廣受業(yè)內外關注。國內的氫燃料電池汽車在近年來已經大有發(fā)展，但其商業(yè)化仍面臨許多壁壘，全國政協(xié)副主席萬鋼分析指出，當前氫燃料電池汽車的產業(yè)化、商業(yè)化仍面臨七大明顯問題，并對如何有針對性地解決問題提出了建議，值得業(yè)內參考。


十三屆全國政協(xié)副主席，

致公黨中央主席，

科學技術部部長（至2018年3月），

中國科學技術協(xié)會主席

萬鋼

如何評價國內燃料電池汽車發(fā)展現狀

中國在2008年奧運會期間就推出了第一批燃料電池汽車，為奧運會做運輸服務和賽場服務，在當時引起了世界的關注。車輛數量到2010年世博會時已經翻了數倍，運行于世博會的燃料電池客車、轎車和場地用車超過了200輛。

國內的燃料電池汽車產品曾參加世界大賽，在北京有示范應用，還參加了加利福尼亞州的燃料電池汽車商業(yè)化運行測試。目前國內燃料電池汽車的商業(yè)化示范運行已經遍布許多城市，申龍、宇通、中通、東風等車企都研發(fā)樣車并參與示范。

例如上汽集團早在2007年就在前期研發(fā)的基礎上開始了對燃料電池的開發(fā)，2014年開展全國萬里行活動，還開發(fā)了燃料電池商用車，同時制定了第十三個五年計劃，明確了到2020年燃料電池汽車發(fā)展的戰(zhàn)略目標。

有統(tǒng)計數據表明，目前國內累計運行的燃料電池車輛有近千輛，投入運營的加氫設施有12座，在建的有近10座。

在國際合作方面，目前中國已經開展了雙邊和多邊合作。我們在2017年清潔能源部長級會議上與合作伙伴啟動了國際氫能經濟伙伴計劃，希望電動汽車能夠在2030年達到30%的市場份額。在雙邊合作方面，我們開展了中美清潔能源汽車研究中心和中德電動車聯合研究中心的合作。

在聯合國環(huán)境署的支持下，中國進行了三輪燃料電池汽車聯合示范項目，同時我們還主動倡議和發(fā)起組織了國際氫能燃料電池協(xié)會。目前中國燃料電池汽車取得了明顯進步。在技術上，中國燃料電池汽車的特色就是電- 電混合動力系統(tǒng)，既符合燃料電池本身的技術特點，也適合中國技術創(chuàng)新的產業(yè)特點。

從純電動到具有部分電力和部分燃料電池驅動的系統(tǒng)上看，有以下幾類：一類是能量混合型的，以純電動汽車為主，同時用燃料電池來補足其驅動。一類是以燃料電池為主，用動力電池來補足其驅動，這兩類都有發(fā)展前景。

在基礎研究方面，車用燃料電池取得了順利進展。燃料電池材料的不少指標得到明顯的提升。從最近參觀的三個企業(yè)（中科院大連化工所的新源動力、北京億華通、上海弗爾賽）看，他們不約而同選擇了同一條技術路徑：30kW驅動模塊、60kW驅動模塊以及120kW驅動模塊，電堆功率密度已經達到了2kW/L。

在過去十多年中，在國家科技計劃和產業(yè)技術創(chuàng)新工程支持下，中國開展了氫能燃料電池汽車的研究、開發(fā)、示范、運營工作，初步形成了從燃料電池電堆系統(tǒng)到整車的研發(fā)體系和制造能力，并開展了系統(tǒng)的示范運行。

目前新能源汽車已經成為全球汽車產業(yè)轉型升級的重要標志。根據中汽協(xié)和國外的統(tǒng)計數據，2017年，全球主要國家新能源汽車銷售超過了142萬輛，中國的銷量達到77.7萬輛。全球新能源汽車累計銷售量突破了340萬輛，中國占比超過50%。從車型分布上看，乘用車和商用車都開始增長，乘用車占比超過了商用車，中國的燃料電池客車也開始逐漸在城市中應用。

但必須看到的是，國內燃料電池汽車的商業(yè)化、產業(yè)化還是滯后的。特別是產業(yè)生態(tài)和市場還沒有建設起來，有七個比較明顯的問題。

01、產業(yè)化、商業(yè)化進度滯后

目前國內新能源汽車盡管數量比較多，但主要還是運行在城市范圍之內。主要的短板是續(xù)駛里程、充電時間和能量密度。從市場上看，國內城市公交汽車和城市之間遠程公交車的比例約是1：6。這些遠程公交車是點對點運行，停靠時間短，留出的充電時間不多，環(huán)保要求又比較高，從城市中心到另外一個城市中心，運量需求也比較大。至于城市出租車，特別是特大城市的出租車，比如北京的一般都是雙班運行，很難有較長的充電時間，所以他們希望充電的時間短一些。


隨著網購的發(fā)展，城市物流車需求極旺，但是它的運行強度比較高，行駛里程比較長。從中遠期來看，中型和重型載貨車是一個發(fā)展方向，這次應對污染防治的攻堅戰(zhàn)明確把落后的柴油機作為一個方向。中型和重型載貨車的行駛里程長，環(huán)保要求高，想要解決這些問題，一個很好的辦法就是用燃料電池汽車替代。目前電動汽車的短板，完全可以用燃料電池汽車和氫能源來補足。

02、關鍵技術難題久攻不下

目前有許多關鍵問題久攻不下。雖然早在本世紀初，國內就部署了一系列研究，但是在一些關鍵問題上沒有顯著進展，而且差距明顯。比如電堆功率密度，國內產品基本上在2kW/L左右；據報道，國際先進水平已經達到了3kW/L左右。

催化劑效率方面，國內每千瓦的鉑用量大概0.3克；據報道，國際先進水平已經達到了0.06克以下；在膜電極耐久性方面，國內動態(tài)工況實測壽命大概在3000小時左右；據報道，國外已經達到了9000小時；空氣壓縮機方面，國內現在的燃料電池產品基本采取低壓鼓風機，國外主要采取高壓空氣壓縮機。如果能夠把壓力提高到兩倍左右，效率可以提高50%。


近期有必要建立一個燃料電池檢測平臺，對國內外燃料電池產品進行對比測試，以確定具體差距。可以通過國際合作共同討論建立一個檢測平臺，建立統(tǒng)一的燃料電池產品檢測和技術標準，這對構建燃料電池汽車的產業(yè)化是十分重要的。

03、產業(yè)鏈比較薄弱，工程化能力不足

目前燃料電池用催化劑、質子交換膜、碳紙等一些關鍵材料已經有了，但其開發(fā)多停留在實驗室樣品階段。因此，一致性和可靠性有波動。空氣壓縮機和氫氣回流泵等關鍵部件也有一些樣件，但是沒有穩(wěn)定的產能，產品供應不足，而且價格很高。

儲氫材料的儲氫容量重量比要達到5%到7%才有實用價值，還要15年時間。現在35兆帕碳纖維繞金屬內膽氣瓶的儲氫密度比較低，僅3.9%，需要開發(fā)更高壓力的碳纖維纏繞塑料內膽氣瓶，這不是沒有技術，但是沒有標準，更沒有檢測方法。目前，整車企業(yè)還沒有形成穩(wěn)定的零部件供應體系，供應鏈薄弱，工程化和工藝流程創(chuàng)新能力不足，導致零部件的工藝質量低、產品一致性、可靠性、耐久性不足，不能滿足要求。


04、企業(yè)主體作用還有所缺失

整車方面，乘用車企業(yè)除上汽以外，其他的上市公司還沒有把燃料電池汽車作為自己的主攻產品列入企業(yè)發(fā)展規(guī)劃。這與國際汽車企業(yè)——豐田、本田、通用以及奔馳等形成明顯差距，國內整車企業(yè)還沒有起到領頭羊的作用。在動力系統(tǒng)方面，目前動力機械企業(yè)隨著各地環(huán)保法規(guī)的進一步收緊，面臨著轉型升級的嚴峻考驗。

許多業(yè)內專家認為，環(huán)保、高效、長續(xù)駛里程的燃料電池發(fā)動機才是柴油機的最佳替代品。據了解，濰柴動力已經決定把氫燃料電池發(fā)動機作為轉型升級的重要方向，應該給予支持，希望他們形成先發(fā)優(yōu)勢。中國燃料電池企業(yè)經過艱苦的創(chuàng)業(yè)，目前形成新源動力、億華通、弗爾賽等專攻燃料電池系統(tǒng)的新三板創(chuàng)業(yè)企業(yè)，但能力規(guī)模需要加強，而且，新三板的一些規(guī)定不適應這些企業(yè)的發(fā)展，需要監(jiān)管部門有更多改進措施。

在關鍵材料方面，東岳集團經過十多年的努力，質子交換膜已經進入國際市場，被奔馳、寶馬等企業(yè)認可。希望他們能夠拓展產業(yè)鏈，在膜電極方面提供高質量的產品。另外，還需要有企業(yè)在空氣壓縮機、氫氣回流泵等方面的企業(yè)積極參與。中國在空氣壓縮機方面有有利條件，中國是空調生產能力最強的國家，在技術能力方面不差，關鍵差在企業(yè)能不能主動承擔這方面的任務。

05、制氫供氫和加氫系統(tǒng)落后

目前國內制氫供氫和加氫系統(tǒng)落后造成了氫燃料成本的劇增。中國低成本氫來源是十分廣泛的，但是由于規(guī)模化供氫體系尚不完善，運輸成本比較高，用氫價格超過了燃油成本，還沒有形成可持續(xù)的商業(yè)模式。2018年2月11日，國內領軍企業(yè)牽頭成立了跨學科、跨行業(yè)、跨部門的氫能產業(yè)聯盟，標志著中國氫能及燃料電池產業(yè)發(fā)展將提質增速。希望生產燃料電池、研究燃料電池整車、主要系統(tǒng)以及供氫系統(tǒng)的企業(yè)，能夠在一起形成一個共識：在有車的地方建設必要的供氫系統(tǒng)，這是推動電動汽車十多年發(fā)展中取得的十分重要的經驗。

06、技術標準、檢測體系嚴重滯后

燃料電池汽車的運行涉及的汽車、能源領域以及一系列新的技術標準、規(guī)范法規(guī)亟待設立和更新，檢測能力也有待加強。在氫儲安全和運行安全方面，70MPa氫瓶、燃料電池全生命周期的測試評價等方面的標準還有待完善。現在的加氫站建設標準是極其落后的，還是上世紀50年代的設想，亟需提升，但現在可以通過國際合作解決。目前國內的主管部門不明確，運行的規(guī)范也不健全。燃料電池電堆和燃料電池發(fā)動機的技術標準也亟待完善，相應的檢測能力要繼續(xù)加強，企業(yè)研發(fā)和生產檢測能力同樣需要研究開發(fā)，燃料電池生態(tài)系列的零部件行業(yè)標準、檢驗方法、檢測體系也要規(guī)范地發(fā)展。

07、亟需加強國際開放和合作

我國新能源汽車的開放和創(chuàng)新將發(fā)揮率先引領作用。我們的思路就是優(yōu)化能源結構、防止大氣污染、應對氣候變化，這也是人類必須面對的共同挑戰(zhàn)。各國汽車領域責無旁貸，所以我們有必要坦誠相待、精誠合作、協(xié)同創(chuàng)新，為世界汽車的轉型升級作出應有的貢獻。

近二十年來，中國在基礎研究、技術標準、示范運營和市場推廣中積極參與和牽頭組織實施了一批多邊和雙邊的重大國際合作項目。積累了豐富的國際合作經驗，創(chuàng)造了產、學、研合作的新模式，有效推進了知識產權保護、創(chuàng)造和轉化，帶動了新能源汽車國際化發(fā)展。

在新時代，我們要進一步加強燃料電池汽車領域的國際合作，一是政策法規(guī)方面要加強政府間的合作，二是整車零部件企業(yè)之間在投資、合資和技術方面的合作，三是大學、研究機構在技術標準、檢測能力方面的合作，四是在示范運行、市場調查和預測方面的一些合作。

解決問題的兩條建議

第一，今年下半年全國政協(xié)將就促進新能源汽車健康發(fā)展舉行雙周協(xié)商座談會。雙周協(xié)商座談會是中國一種特殊的、具有自身特色的議政形式，全國政協(xié)主席親自主持會議，由各方面提出意見，對未來發(fā)展提出建議，同時向中央政府國務院進行匯報。7 月份我們將組織開展相關調研，建議各有關方面積極參加和協(xié)助調研，共同努力組織好、開好這次座談會，向黨中央國務院提出新的建議。

第二，結合第十三個五年規(guī)劃，今年要開展中期評估，對燃料電池汽車在科技創(chuàng)新、產業(yè)發(fā)展、能源革命等的一系列規(guī)劃以及相關政策的實施情況進行科學評估，明確發(fā)展的路徑和方向，促進燃料電池汽車的健康發(fā)展。

（本文根據萬鋼在由清華大學、中國電動汽車百人會和國際氫能委員會共同舉辦的“氫能產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展論壇”上的演講內容整理）