赵云峰 宋欣蔓 李榕杰 杨武双
摘 要：为促进我国氢燃料电池乘用车的发展，本文通过市场调研、企业研究及数据分析等方法，分析了我国氢燃料电池乘用车发展的现状，指出了我国氢燃料电池乘用车存在着整车主要技术参数与国外产品差距大、核心零部件性能仍需要进一步提高、氢燃料电池产业链仍不完善以及氢燃料基础设施需要进一步协调发展等问题，这些问题表明我国氢燃料电池乘用车的发展仍然处于初级阶段，基于这一观点，提出了加快发展我国氢燃料电池乘用车的一些建议。
关键词：氢燃料电池乘用车;产业链;发展;建议
氢燃料电池乘用车是我国新能源汽车发展的主要方向之一，虽然经过多年的发展，但总体上发展水平仍然落后于国外。为促进我国氢燃料电池乘用车的发展，本文通过市场调研、数据分析、政策研究以及对国内外重点企业的跟踪，对我国氢燃料电池乘用车发展的现状及问题进行了分析，并提出了相关建议。
1 国内外燃料电池乘用车发展的现状
氢燃料电池乘用车以车载氢气为主要能量来源，通过化学反应将氢氧中的电化学能直接转化为电能[1]，配合动力电池系统，通过电驱动系统实现整车动力输出。具有零排放、效率高、续航里程长、燃料加注快（与燃油车相当）等优点，是未来发展趋势之一。
美国、欧盟、日本、韩国等着眼于未来长期经济和社会的发展，依据各自的国家能源战略推进氢能产业发展，氢燃料电池技术及其在汽车上的推广应用是这些国家氢能战略的重要组成部分。这些发达国家普遍瞄准二十年以后的氢能经济。国外的一些企业如丰田、本田、戴姆勒、现代、通用等均有氢燃料电池乘用车发布或上市，部分车型如丰田Mirai、现代Nexo、本田Clarity等一次加氢可行驶的里程可达600km以上（不同的车型版本及工况标准下续航里程可能有差别），基本与燃油车相当。其中，丰田的Mirai目前是全球销量最好的氢燃料电池乘用车，截止到2019年11月，累计销售已经突破1万台[2]。
我国近年来逐渐重视氢燃料电池的未来潜力，《国家能源技术革命创新行动计划（2016-2030年）》发布氢能全产业链的发展目标及技术研发路线，标志着氢燃料电池产业已被纳入我国国家能源战略。尤其是2018年5月，李克强总理参观丰田氢燃料电池车后，多部委成立氢燃料电池联合小组，政策加速出台、示范运行项目增多、产业链投资热度显著提升、技术及关注热度也逐步提高。2020年4月份，财政部、工信部、科技部、发改委明确提出要将氢燃料电池汽车从之前的购置补贴改为“以奖代补”的方式。截至2019年底，我国累计推广燃料电池汽车超过6500辆（含氢燃料电池商用车），建成加氢站超过50座，形成初创企业400多家[3]。虽然目前我国氢燃料电池乘用车仍处在起步阶段，但中国的发展规划比较远大，根據《中国制造2025》规划，到2030年将实现一百万辆燃料电池汽车的商业化应用[4]。
根据国内氢燃料电池乘用车企业研发起步时间、研发成果、项目团队规模等维度，国内氢燃料电池乘用车企业可以分为三个梯队：上海汽车起步早，且有荣威950燃料电池轿车约几十台的批量示范运行，可列为第一梯队;一汽集团和长城汽车的燃料电池汽车项目，研发投入相对较早，且研发团队有一定的规模和研发成果，可位居第二梯队;国内其他车企如广汽、吉利、东风、长安等企业为第三梯队。虽然国内已经有较多的企业开展研究，但与国外车企相比，还有很多的提升空间。我国氢燃料电池乘用车的发展还有很长的道路要走。
2 我国氢燃料电池乘用车发展的主要问题
2.1 氢燃料电池汽车主要技术参数与日韩相比差距较大
与日韩企业均有氢燃料电池乘用车在市场上销售相比，我国氢燃料电池乘用车的市场推广比较晚，且主要以区域示范运行为主。表1列出了丰田Mirai、本田Clarity、现代NEXO、上汽荣威950等车型的主要参数，其中丰田Mirai、本田Clarity、现代NEXO为上市车型，上汽950为示范车型。从该表可以看出，在整车的续航里程、百公里加速时间、储氢质量、电堆功率等参数的对比上，国内燃料电池乘用车与日韩企业的产品相比，差距都比较明显。
2.2 氢燃料电池乘用车核心零部件的性能需要进一步提高
氢燃料电池乘用车核心零部件主要包括燃料电池电堆、高压储氢瓶等。在乘用车电堆方面，目前国内的电堆功率以60-70kw为主，而国外电堆功率已达到100kw以上，韩国现代搭载在NEXO车型的电堆功率已高达120kw;在电堆的体积功率密度、低温启动温度等方面，国内产品与国外产品相比也存在不小的差距;在催化剂铂的使用量方面，国内的铂使用量约为国外同等条件下使用量的两倍以上;在车载高压储氢瓶方面，虽然储氢压力国内也达到了70Mpa，但储气瓶的储氢质量密度仅为国外的70%;这些差距反映到整车性能层面，就直接意味着国内氢燃料电池乘用车在动力性、经济性、环境适应性以及成本等方面具有较大的劣势。
2.3 氢燃料电池产业链仍不完善
虽然我国氢燃料电池核心零部件的性能与国外产品相比有一定的差距，但真正制约我国氢燃料电池乘用车发展的是氢燃料电池产业链仍不完善。氢燃料电池汽车既包括底盘、车身、内外饰、电子电器等常规系统，也包括氢气供应系统、氢燃料电池、空气循环系统等燃料电池汽车专属的系统。以燃料电池系统为例，其涉及到的产业链包括高压储氢瓶、减压阀、氢气循环泵、空气压缩机、空气过滤器、散热器、膜电极（含质子交换膜、催化剂等）、双极板等，由此可见氢燃料电池的产业链非常长。其中氢气循环泵、空压机、增湿器、质子交换膜等核心部件及核心材料方面，目前主要依靠国外供应商提供，国内氢燃料电池产业链的不完整且存在核心环节的缺失，让我国氢燃料电池产业的发展存在隐患，也让我国氢燃料电池乘用车面临着产能受限、价格居高不下等方面的困境。即使我国加大对相关方面的投入，从产品研发到实现工程化应用，预计也需要3-5年以上的时间。
2.4 氢燃料“制、储、运、加”等环节仍不协调
除了氢燃料电池零部件的产业链的不完善，氢燃料的“制、储、运、加”等基础设施环节的协调发展也至关重要。在制氢方面，我国目前主要有天然气裂解制氢、甲醇裂解制氢、电解水制氢、工业尾气制氢等方式，成本在每公斤10-30元之间，整体上制氢工艺都比较成熟。在储氢方面，主要压缩氢气、液态氢气、固体储氢等方式，因压缩氢气的方式比较简便、成本较低、充放速度比较快等特点，该方式目前在燃料电池汽车方面获得了比较广泛的应用。在氢气运输方面，主要有液罐、高压气罐、管道运输、固态罐运输等方式，综合考虑转化利用率、使用环境及使用成本，目前高压气罐储氢是主流方式。在加氢方面，主要存在的不是技术问题，而是加氢站数量少、建设成本高、使用率低等问题。虽然“制、储、运、加”等单一环节都不存在技术问题，但四个环节之间仍然需要在市场的调节下进行资源调配，进而促进四个环节的协调发展，从而使与氢燃料相关的基础设施逐渐普及，为氢燃料电池乘用车的发展解决后顾之忧。
以上问题表明，我国氢燃料电池乘用车的发展仍然处于初级阶段，这也表明我国氢燃料电池乘用车的发展在一定时期内仍然需要政策的大力支持。
3 我国氢燃料电池乘用车的发展建议
3.1 政策引导、政府搭台、企业唱戏
根据前文分析，我国当前的氢燃料电池乘用车还存在着一些问题，因此我国氢燃料电池乘用车的发展还需要多管齐下，共同发力。建议 “政策引导、政府搭台、企业唱戏”的三位一体，联合发力。首先在政策方面，需要出台针对氢燃料电池乘用车的顶层政策设计，进一步明确国家战略方向，完善政策支持体系，并对各地氢燃料电池企业的发展情况进行摸底，对氢燃料产业链的缺失环节或薄弱环节进行预警，并出台鼓励政策。其次，各地政府要因地制宜的利用各自优势，并根据国家发布的氢燃料电池企业的摸底情况，引导和培育当地与氢燃料产业链相关的企业做精做强，避免重复投资、无效投资。第三，氢燃料电池产业链上的企业应根据企业的实际情况，在确保本企业正常运营的前提下，积极选择向上突破的技术路径，强化本企业的优势，共同做大做强氢燃料电池汽车行业。第四，技术是产品的核心竞争力，要给与氢燃料电池相关企业研发支持。对于氢燃料核心零部件，建议购买时给予增值税减免政策。
3.2 以整车应用为龙头，促进产业链发展，完善氢燃料体系建设
氢燃料电池乘用车整个产业链非常庞大而繁杂，但只有整车产品能给消费者带来最直观的体验，因此氢燃料电池产业链的发展，要以整车应用为龙头。短期内要鼓励整车企业开展氢燃料电池汽车在公共服务领域内的示范应用;中期内鼓励重点城市的私人用车、公共服务用车进行一定的批量应用;在中长期，鼓励一二线城市及氢燃料基础设施较好的地区，推广私人用车、公共服务用车进行大批量应用。
整车企业应加强技术研发，缩小整车产品与国外产品的差距。以市场为主导，完善氢燃料电池产业链，加大对国产核心零部件的支持力度和搭载力度，以实际行动促进国产核心零部件企业的发展，使整车企业、零部件企业形成良性互动和良性发展。加快“制、储、运、加”的氢燃料供应的体系建设，鼓励中石油、中石化、充电站等企业充分利用先发优势，进军氢燃料基础设施建设，加快氢燃料供应体系的完善。
3.3 加快示范应用推广，开拓新的发展模式
为推动氢燃料电池乘用车的快速发展，建议参考当年推广新能源汽车的“十城千辆”模式，在全国范围内外，选择一部分经济发展水平较好、氢燃料汽车的研发水平比较高、氢产业链的配套程度比较完善、氢燃料资源的获取比较容易、当地发展氢燃料电池汽车的积极性比较高的城市，进行示范应用。根据国家政策，推进“以奖代补”的资金使用新模式，对氢燃料电池汽车、核心零部件等进行技术攻关，对氢燃料电池的产业链、氢燃料供应链等进行有序补强，对达成预期目标的地方、企业、人员等给予资金奖励。同时建议积极开展与具有先进技术、先进材料、先进工艺、先进产品的国外供应商进行合作，加快培育产业链。开展燃料电池产业化示范应用，有助于早日形成布局合理、各有侧重、协同推进的燃料电池汽车发展新模式。
4 小结
本文通过对我国氢燃料电池乘用车发展现状、整车技术水平、核心零部件性能、氢燃料电池产业链以及“制、储、运、加”等基础设施方面的分析，指出了以上各方面存在的一些问题，针对这些问题，提出了要继续施行“政策引导、政府搭台、企业唱戏”的模式，要以整车应用为龙头，促进产业链发展，完善氢燃料体系建设。鼓励有条件的地区加快示范应用推广，共同促进氢燃料电池乘用车的发展。
本课题由广东省重点领域研发计划资助（项目编号：2019B090909001）。
参考文献：
[1]劉宗巍，史天泽，郝瀚，赵福全.中国燃料电池汽车发展问题研究[J]汽车技术，2018（1）：1-9.
[2]凤凰网汽车. 氢能车MIRAI卖出1万辆. [EB/OL] [2019-11-06] http：//auto.ifeng.com/quanmeiti/20191106/1344398.shtml
[3]财政部. 关于完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知. [EB/OL] [2020-04-23] http：//jjs.mof.gov.cn/zhengcefagui/202004/t20200423_3502975.htm
[4]工信部. 《中国制造2025》重点领域技术路线图出炉.[EB/OL] [2015-09-30] http：//www.miit.gov.cn/n973401/n1234620/n1234630/n1234633/c4324030/content.html.