近日，北京低碳清潔能源研究院已經(jīng)研發(fā)出一套快速、安全、可靠的氫能加注技術(shù)，可以實現(xiàn)如“加油”般給燃料電池汽車補(bǔ)充氫燃料。未來我國氫能燃料電池汽車將加速發(fā)展，即將到來的北京冬奧會，氫能燃料電池汽車將全面應(yīng)用。

按照目前國外的實際應(yīng)用，一輛擁有120升氫能儲氣罐的家用燃料電池汽車，等速續(xù)航里程可以超過600公里，實際工況續(xù)航里程也可以突破450公里。補(bǔ)充燃料方面，氫能汽車更是優(yōu)勢明顯，匹配了他們xin研發(fā)的氫能加注技術(shù)，大型物流車快5分鐘就能加滿，大巴車也只需不到10分鐘。至于家用小汽車，加氫時間更是有望縮短至3分鐘以內(nèi)，跟燃油車加油的時間差不多。

一、氫燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈

1、氫燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈

從產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)來看，氫燃料電池上游包括氫能、電池組件，其中電池組件包括空壓機(jī)、電堆、加濕器，而電堆又分為雙極板、電解質(zhì)膜、催化劑、氣體擴(kuò)散層；中游集成主要是燃料電池系統(tǒng)；下游應(yīng)用主要包括交通運(yùn)輸、固定發(fā)電、便攜式、特殊領(lǐng)域，固定發(fā)電分為電站、家用，特殊領(lǐng)域包括軍事、航天等領(lǐng)域。其中在交通運(yùn)輸領(lǐng)域氫能源電池汽車是目前政策支持亟待開發(fā)、應(yīng)用的領(lǐng)域。參見圖1。

 圖1：氫燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈 

資料來源：公開資料

電堆是燃料電池的電能來源，也是燃料電池中為關(guān)鍵的部分，成本占比高達(dá)62%。電堆是由多個單電池以串聯(lián)方式層疊組合構(gòu)成。將雙極板與膜電極交替疊合，各單體之間嵌入密封件，經(jīng)前、后短板壓緊后用螺旋桿緊固栓牢即構(gòu)成燃料電池電堆。

從產(chǎn)業(yè)鏈角度來看，燃料電池電堆產(chǎn)業(yè)鏈上游為原材料層，主要為硅膠，不銹鋼、鈦合金等金屬雙極板原材料，石墨，鎳、鉻、鈦等涂層金屬，全氟化聚合物，鉑、金等催化劑貴金屬；中游為設(shè)備制造，主要包括石墨/金屬雙極板、密封圈、端板、集流板、膜電極等；下游為電堆終生成燃料電池，參見圖2。

圖2：燃料電池電堆產(chǎn)業(yè)鏈  

資料來源：公開資料，天下財經(jīng)

2、氫燃料電池優(yōu)勢

從能量密度來看，氫能的能量密度占據(jù)優(yōu)勢，其以氫氣為原料，基礎(chǔ)能量密度是汽油的3倍，電動機(jī)的做功效率還是內(nèi)燃機(jī)的2倍，實際密度是汽油的6倍，優(yōu)勢明顯。而且從人類過去百年的能源進(jìn)化史看，其本質(zhì)上就是碳?xì)浔鹊恼{(diào)整史，氫含量越高，能量密度越高。參見表1。

表1：各種燃料能量密度對比 

節(jié)能環(huán)保方面，燃料電池全產(chǎn)業(yè)鏈的污染低，在車用方面可以做為jia綠色車用能源。

二、氫燃料電池產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

1、產(chǎn)業(yè)政策

12日下午，在中國電動汽車百人會（2019）論壇上，中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會主席萬鋼發(fā)言：“發(fā)達(dá)國家把氫作為能源管理，創(chuàng)制了科學(xué)安全的氫加注站建設(shè)和車載氫罐技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及監(jiān)測體系，有力推動了燃料電池汽車商業(yè)化。

2017年，上海市在國內(nèi)發(fā)布了《上海市燃料電池汽車發(fā)展規(guī)劃》，明確提出：2020年建設(shè)加氫站 5～10 座，示范運(yùn)行規(guī)模達(dá)到3,000輛；2025 年建成加氫站50座，乘用車推廣不少于 2萬輛、其它特種車輛推廣不少于 1 萬輛。

2016年12月19日國務(wù)院印發(fā)《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》,專門指出要系統(tǒng)推進(jìn)燃料電池汽車研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化。目標(biāo)是2020年實現(xiàn)燃料電池汽車批量生產(chǎn)和規(guī)?；痉稇?yīng)用,政策為氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化提供保障。

2016年12月《2016-2020年新能源汽車推廣應(yīng)用財政支持政策》指出純電動補(bǔ)貼逐步退坡，但燃料電池汽車補(bǔ)貼在2020年前保持不變,且每輛燃料電池車高可獲50萬元國家補(bǔ)貼。

2、氫燃料電池產(chǎn)業(yè)

氫燃料電池產(chǎn)業(yè)是電池產(chǎn)業(yè)中具有戰(zhàn)略性、前瞻性的一項綠色儲能技術(shù)，代表著未來新能源的發(fā)展方向。從2001年開始我國氫燃料電池企業(yè)開始大幅增加，截止目前氫燃料電池相關(guān)行業(yè)進(jìn)入了一個比較快的增長期。參見圖3

圖3：氫燃料電池相關(guān)企業(yè)數(shù)量（個）  

產(chǎn)業(yè)集聚產(chǎn)業(yè)鏈趨于完善

近年來國內(nèi)氫燃料電池產(chǎn)業(yè)獲得了快速發(fā)展，形成了京津冀、華南、華東、華中四個氫燃料電池產(chǎn)業(yè)群，并形成各自的產(chǎn)業(yè)配套及相應(yīng)的商業(yè)應(yīng)用模式在四大產(chǎn)業(yè)集群的帶動下，推動我國氫燃料電池產(chǎn)業(yè)的進(jìn)程。同時相關(guān)的企業(yè)也快速布局氫燃料電池產(chǎn)業(yè)，制氫、儲運(yùn)、加氫、氫燃料電池及應(yīng)用相關(guān)企業(yè)聚集并不斷加快發(fā)展，但國內(nèi)電池產(chǎn)業(yè)鏈仍不完整，有待進(jìn)一步完善。參見表2

表2：氫燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)分布 

三、世界氫燃料電池發(fā)展概況

目前美、日、歐、韓等國家都在發(fā)展氫燃料汽車產(chǎn)業(yè)，而美國加利福尼亞被認(rèn)為是氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展hao的區(qū)域之一。

美國加州因為氫能源公司眾多而成為氫燃料汽車的天堂，這些公司與豐田、本田等汽車公司合作建加氫站，目前加氫站已覆蓋加州全境。同時作為美國主要汽車公司組成的合作開發(fā)前沿技術(shù)的機(jī)構(gòu)——美國汽車研究理事會在2006年啟動了國家燃料電池公共汽車計劃，加之加州地區(qū)便利的加氫網(wǎng)絡(luò)，氫燃料電池汽車在當(dāng)?shù)厥褂闷毡?。美國通用汽?016年推出了為軍fang打造的雪佛蘭氫燃料電池越野車。

歐洲2008年通過的《氫能源和燃料電池技術(shù)發(fā)展計劃》指出要在做好前期研究、開發(fā)和示范運(yùn)行工作的前提下，到2020年實現(xiàn)車用燃料電池大規(guī)模商業(yè)運(yùn)行。到2025年氫將成為主要的交通燃料。2020年寶馬計劃量產(chǎn)I系列氫燃料電池汽車。

日本燃料電池研究起步較早，現(xiàn)在也擁有世界領(lǐng)xian水平的氫能利用技術(shù)。

日本氫燃料電池汽車的發(fā)展依靠政府引導(dǎo)，2002~2005年為完善基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)驗證階段；2005~2010年為開始試用階段；2010~2020年為普及階段，計劃普及燃料電池汽車500萬輛，開始擴(kuò)大市場規(guī)模；2020~2030年為真正普及階段，以民間為中心自發(fā)擴(kuò)大普及率，計劃至2030年，氫燃料電池汽車達(dá)到1500萬輛，在日本全國汽車*1/5。豐田從1992年開始燃料電池研究，于2014年12月推出燃料電池汽車。本田與80年代后期開始推進(jìn)燃料電池汽車研發(fā)，于2015年3月推出燃料電池汽車。

韓國也是氫燃料研究不可忽視的力量，2012~2015年，韓國推出了第3代燃料電池SUV和客車，開始示范。韓國政府計劃2020年建成加氫站80座，2030年達(dá)到520座，2050年1,500座。同時韓國政府出臺多項鼓勵政策：為培養(yǎng)民眾購車yu望，今年將以先購先得的方式為300名購買氫燃料汽車者提供補(bǔ)貼。韓國政府還承諾給出高達(dá)汽車總價約一半的購車補(bǔ)貼。目前韓國建起了世界zui大和亞洲首ge燃料電池制造工廠——浦項燃料電池樞紐，年生產(chǎn)能力達(dá)50兆瓦，由韓國大的獨(dú)立電力生產(chǎn)商POSCO能源建造。韓國現(xiàn)代公司推出的NEXO氫能燃料電池車是范圍內(nèi)續(xù)航里程長的氫燃料汽車，一次充電可行駛609公里。

 四、我國氫燃料電池未來展望

1、氫燃料電池短板

中國汽車工業(yè)協(xié)會副秘書長許艷華說：“燃料電池汽車或者動力是我們未來車從化石燃料為主走向電動化路徑當(dāng)中非常重要的途徑。”但制造成本高、市場欠缺、資金投入大等仍是氫燃料電池發(fā)展的短板，這也制約了氫燃料電池汽車的發(fā)展。

從資金和成本方面來看，發(fā)展燃料電池產(chǎn)業(yè)，耗費(fèi)巨大，需要有不斷且大量的資金投入。像膜增濕器、氫氣循環(huán)泵等關(guān)鍵零部件國內(nèi)幾乎沒有，無疑加大了

正裝車的成本，就儲氫瓶來說，量沒有上去的時候，單個價格在5萬元左右。當(dāng)做到500輛的時候，價格就降到了2萬元。

從市場方面來看，沒有形成市場大規(guī)模需求驅(qū)動，無法實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，另外國內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的不完善也是價格居高不下的重要原因之一。以上海已經(jīng)投入營運(yùn)的500輛7.5噸載重氫燃料電池物流車為例，補(bǔ)貼前售價高達(dá)148萬元，補(bǔ)貼后仍要近40萬，而同等規(guī)格的柴油車只要十幾萬。

2、氫燃料電池未來競爭格局

據(jù)能源署（IEA）預(yù)測，到2025年，氫燃料電池車將占車輛的17.5％。氫燃料電池就像2005年的光伏、2010年的鋰電池，未來有非常大的想象空間。根據(jù)國家對于氫燃料電池汽車的規(guī)劃，2020年電動汽車的補(bǔ)貼退出后，氫燃料電池汽車的補(bǔ)貼至少還將維持3～5年。參見圖4。

圖4：中國未來氫燃料電池汽車規(guī)模預(yù)計（單位：輛） 

面對能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的現(xiàn)時及國家政策支持，國內(nèi)相關(guān)企業(yè)也紛紛布局氫燃料電池相關(guān)產(chǎn)業(yè)的研究。