氢燃料电池汽车的百万量级之路

《节能与新能源汽车技术路线图》提出,2020年、2025年和2030年,中国燃料电池汽车的发展目标分别为1万辆、10万辆以及100万辆。伴随着“十四五”的开启以及氢燃料电池汽车示范城市的推进,我国氢燃料电池汽车产业将步入快速发展期。
目前我国燃料电池汽车产业体系已初步形成,但尚处于发展初期,整个产业链仍存在着一系列的困难和瓶颈。新兴产业在发展初期都必将经历曲折的发展过程,因此面对快速发展期如何实现科学有序推进,走出一条属于我国独特的、可持续发展的氢燃料电池汽车产业发展道路,最终完成百万量级发展目标才是未来的重点。

燃料电池汽车发展现状
当下,我国燃料电池汽车的发展已初具规模,主要应用于公交客车及商用运输领域,从长远看将逐渐向长途、重型商用车领域倾斜。
中国汽车技术研究中心首席专家方海峰指出,截止到今年2月份,全球累计销售燃料电池汽车3.4万辆,其中中国累计销售近8000辆,在今年前两个月的销售量中,中国排名全世界第三。

随着氢燃料电池汽车的继续推进,我国氢燃料电池汽车规模将持续增大。自今年全国两会提出碳达峰与碳中和日程表以来,已经有多座城市出台文件鼓励燃料电池汽车发展。“据不完全统计,依据各个地方发布的公开规范,2025年燃料电池汽车推广规模可能突破13万辆,这些车辆用氢的需求也会大幅度的增长。” 方海峰表示。
虽然中国燃料电池汽车主要用于公交客车和商用运输领域。但同时,上汽、广汽和长城这些乘用车企业在研发端也开始发力,打造氢燃料电池乘用车。长城汽车更是宣布将在今年推出基于氢柠技术打造的全球首款C级氢燃料电池SUV。

未来,我国燃料电池汽车的整体方向将逐步向长途、重型方向倾斜。上海捷氢科技副总经理侯中军指出,从目前的技术发展阶段来看,氢燃料电池动力电池在长里程、重载应用方面优势非常明显。目前氢燃料电池的能量密度能够达到240瓦时/千克,已经超过200瓦时/千克的锂电池组,而随着技术发展,到2026年,氢燃料电池的能量密度将能够达到400瓦时/千克,将远远超过锂电池组。
方海峰介绍,通过多年的努力,国内已经初步形成燃料电池研发创新体系,基本构建制氢、燃料电池关键部件到整车相对完整的产业链体系。同时,社会资本投入的积极性明显提升。初步统计,目前整个行业有超过400家企业从事氢能及燃料电池汽车产业。

困难和瓶颈

我国氢燃料电池汽车产业虽然前景广阔,但面临着一系列的困难和瓶颈。中国氢能联盟副秘书长、国家燃料电池汽车及动力系统工程技术中心副主任马天才表示, “十四五”期间,燃料电池会在多个领域形成一个全球竞争的态势,因为氢能燃料电池是全世界的方向,同时可再生能源为绿氢的生产提供了非常好的想象空间。中国有很好的发展燃料电池的基础,但整个产业仍然面临一系列相对比较突出的问题。
首先是企业面向产品化或者工程化的产品技术。目前很多燃料电池厂商对外宣称的技术指标都没有经过严谨的测试,需要首先脚踏实地做实验和测试,得到科学的数据和技术指标,解决工程化、量产化和可靠性的问题;第二是在关键和瓶颈的核心部件环节,虽然已经取得了很大的突破,但在类似管路和加湿器以及系统集成控制方面还需要进一步提高。
燃料电池的发展不仅仅是技术问题,更有赖于氢能产业链的发展,需要放到整个氢能产业的大环境下进行审视。马天才认为,从产业链层面讲,燃料电池面临最重要的问题就是高效储氢。同时,产业链的健康发展需要良好的商业模式来支撑。当前产业链的现状是加氢成本高昂且不方便,所以,我们在国家补贴下做示范应用是可以的,但没有真正地形成商业模式。

方海峰也指出,高成本是燃料电池发展很重要的制约因素,当前产业规模比较小,无论是车辆成本还是用氢成本,仍然居高不下。
侯中军认为,在商业价值上,燃料电池要解决的问题第一是燃料电池汽车的自身成本,第二是燃料成本,第三是基础设施。产业链的各个环节,产业、金融业、技术和政策需要协同推进。

可持续发展的关键在于寻找差异化

困难总会有,如何科学有序推进,可持续发展至关重要。方海峰认为,政策支持对于燃料电池的早期发展来说至关重要。欧美、日韩等一些国家和地区将氢能上升到国家能源的战略高度,对燃料电池的推广从购置补贴到税收减免,研发创新给予了全方位的政策支持,这些经验值得我们借鉴和参考。
方海峰建议,首先燃料电池产业需要尽快明确顶层战略规划,一方面建议进一步明确燃料电池汽车发展的战略导向,另外建议尽快出台加氢基础设施建设指导方案,从地方和中央合力构建全方位的保障体系;第二是进一步加快研究相关的测试评价的标准,从而健全相关标准体系,充分挖掘国际标准的空白,力争实现标准的国际引领。第三,在技术创新方面建议持续加大研发支持,扶持有实力的企业加快攻关短板技术,加快形成创新研发体系,补足产业短板;第四是进一步加强国际合作,加大开放和交流力度,以开放的姿态促发展促创新,坚持引进来和走出去结合,培育燃料电池汽车产业国际合作的竞争优势。
“我们国家电动汽车行业的发展在全球起到了非常好的引领作用。”侯中军说,“自2010年以后,我们通过补贴政策把它拉动起来,目前电动汽车已经成为一个不可逆转的趋势。现在我们也可以把燃料电池汽车放在这样一个大周期下,再有十年左右的时间,它的产销和应用规模也可以达到百万辆以上。”

但侯中军同时指出,任何政策到最后都是要退出的。在达到一定应用规模以后,燃料电池汽车需要通过自身商业价值实现可持续发展。商业形成可持续模式的同时,我们也会把乘用车所需要的技术特性进行不断的积累,进一步提升燃料电池的功率密度、能量密度,实现和纯电动汽车在技术上的差异性,并进一步把差异性放大,找到燃料电池汽车的应用场景。

比如说,基于目前我们的技术状态和成本状态,通过在全生命周期各个应用场景的分析,我们发现在18吨、42吨量级的中重型货车场景下,其TCU成本以及从应用的便利性方面,已经初步具备了商业竞争力。
