关于燃料电池车和氢能的6个想不到

2030年之前开上一台属于自己的氢燃料电池车（FCV），这是我多年的夙愿，也算自己的一个行业理想。我一直坚信FCV最终一定会普及。

然而，数年来，已经推出的寥寥几款FCV乘用车市场表现远不及预期，本田、戴姆勒等原来行业里坚定的“拥氢派”近期更是陆续暂停了各自FCV乘用车的研发和推广，同时，纯电动车（BEV）在各国政府的强力支持下，逐渐开始走向大众，而FCV这个之前一直被行业所公认的“人类可持续移动性终极解决方案”看起来似乎要被抛弃了。

2030年之前我还能开上自己的FCV么？就连立场坚定如青主者也不得不发生了一丝动摇。

但是，近期采访了现代汽车氢燃料电池系统（广州）有限公司（即HTWO广州）总经理吴承灿，又查阅了更多最新的FCV相关资料，尤其是各级政府对未来氢能经济的发展规划，青主对FCV的立场更加坚定了——我相信开上自己FCV的时间大概率会提前，不用等到2030年就能实现。

“HTWO广州”是现代汽车集团在韩国以外首个氢燃料电池系统生产销售基地。该基地初期年产能规划为6500套，预计2022年下半年正式竣工。

私人能不能买一台FCV，现在的制约其实只有一个，就是加氢站的数量。青主之前曾经说过，广州主城区只要有10个加氢站自己就愿意买一台FCV。查阅了一下政府的规划，到2030年广州市要“建成加氢站100座以上”，这个规划远远超出了青主的预期。

关于FCV最终为什么一定会普及，DearAuto已经写过很多文章，这次不再重复，我只列举一下大家可能不太了解的FCV的相关情况。

第1个想不到是各级政府对发展氢能经济的决心之大。

很多人都以为政府只支持BEV的发展，事实上，正如吴承灿所说，BEV和FCV从来都不是对立的，而是互补关系，BEV和FCV都是政府大力支持的技术路线；而且，由于在构建未来氢能社会中的关键角色，FCV在各级政府层面得到的重视甚至更加长远而持续。

近年来，国家对氢能产业的重视不断提高，基础设施建设加速发展，政策及标准法规体系逐步完善。目前已有23个省市自治区发布了氢能规划和指导意见，明确支持和促进氢能产业发展。需要强调的是，其中很多早已超越了纸面规划，进入到产业化的实操阶段。

以广东为例，2020年11月，广东省发改委印发《广东省加快氢燃料电池汽车产业发展实施方案》的通知，要求“加快整合省内氢燃料电池汽车产业资源，打造粤港澳大湾区氢燃料电池汽车产业发展示范区，重点突破氢燃料电池关键核心技术和产业化，建立自主可控、技术先进的氢燃料电池汽车产业链”。

5个氢能和燃料电池项目已列入广东省2021年重点建设项目计划，合计总投资超过600亿元。其中，“海上风电+海水制氢”的明阳海洋能源立体化创新开发示范项目投资高达530亿元！

海上风电、光电+海水制氢这样的综合利用，是今后海洋能源开发的主要思路。

第2个想不到是加氢站建设提速之快。

按照《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书》的预计，到2030年，国内将建成加氢站1000座，氢燃料电池车达到100万辆；

按照《中国氢能源及燃料电池产业白皮书2020》预测，2030年中国将建成加氢站1500座，到2050年将达10000座。

事实上，这两种预测可能都保守了，2030年中国的加氢站数量可能远不止1500座，因为仅中石化一家就已经公布，要在“十四五”（也就是2021-2025）期间建成1000座加氢站，“让加氢像加油一样方便”。

2017年7月1日，国内首座油氢合建站——中国石化佛山樟坑油氢合建站正式建成并投入使用，该站日加氢能力500kg，氢燃料公交车加注一次只需4分钟，可续航300公里。

到2030年，广东省发改委的规划是“建成加氢站300座以上”，广州市的规划则是“建成加氢站100座以上”，佛山市的规划是“全市建成57座加氢站”。

总之，在加氢站建设方面，各省区规划总数高于全国，各市区规划总数高于全省。

和新能源车销量目标的规划不同，这种基础设施建设规划，在中国一般而言都会超计划实现。新能源车销量多少，政府说了不算，但是加氢站建设，只要各级政府及相关机构下定决心，落实起来是有保障的。

广东省已经出台了对加氢站建设的具体财政补贴政策——对2022年前建成并投用，且日加氢能力500公斤及以上的加氢站给予补贴，其中，属于油、氢、气、电一体化综合能源补给站，每站补助250万元；同时鼓励市区各级根据实际情况对加氢基础设施建设给予补贴。这种补贴力度，彰显了广东省建设氢能社会的坚定决心。

截至2020年12月底，广东已建成加氢站数量在各省区中遥遥领先，粤港澳大湾区不仅将成为国内甚至是全球氢能产业发展的排头兵。

根据香橙会研究院的统计，2020年中国新建加氢站47座（占全球增量的近4成），累计建成加氢站118座；该研究院预测，2030年中国加氢站数量有望达到5000座，美国5600座、欧洲3700座、日本900座。

全球加氢站建设从2016年起逐步提速，据H2Stations的统计，2020年全球新增加氢站119座，增幅27.4%。

第3个想不到是FCV产业已高度成熟。

不少人可能还以为燃料电池车是一个非常遥远的东西，事实上，无论是电堆还是燃料电池车本身，都已经是高度成熟的产业。

世界上首台商业化量产的燃料电池乘用车是现代ix35 FCV，2013年就已经上市；丰田的MIRAI 2014年上市，现在已经推出了第2代。

丰田第二代Mirai已于2020年12月上市。

丰田MIRAI和现代NEXO，青主都开过，不论是续航里程还是实际驾驶体验，都完全可以媲美传统燃油车，甚至连成本也初步具备了参与市场竞争的能力。

目前世界上最畅销的FCV是现代NEXO，该车2018年问世，截至2021年5月全球累计销量已突破15000辆。

燃料电池在商用车领域的应用则更加成熟。截至2019年底，全球燃料电池乘用车保有量只有1.87万辆，而燃料电池叉车有2.6万辆，燃料电池公交车有800多辆，越来越多的燃料电池重卡也已经投入运营。

截至2021年6月，现代氢能移动出行（Hyundai Hydrogen Mobility）的氢燃料电池重卡车队在瑞士服务11个月，这支由46辆氢燃料电池重卡XCIENT Fuel Cell组成的车队总行驶里程已经超过100万公里。

2019年推出的现代XCIENT Fuel Cell是全球首款量产氢燃料电池重卡，除了欧洲之外，现代汽车这款燃料电池重卡还将在2023年进军美国。

到今年年底，现代汽车将向瑞士再交付140辆XCIENT Fuel Cell。此外，从明年开始，这款FCV重卡还将进军欧洲其他国家，“现在几乎所有欧洲国家都对XCIENT Fuel Cell产生了浓厚的兴趣。”现代氢能移动出行公司常务Mark Freymüller表示。按计划，现代汽车到2025年将陆续向欧洲累计交付1600辆氢燃料电池重卡。

经过多年的技术积累和市场培育，FCV产业已经相当成熟，现代汽车在其“2025战略”中制定了“到2025年全球每年销售11万辆氢燃料电池车”的目标，同时，现代汽车集团计划到2030年将氢燃料电池车的产能提高到50万辆。

“商用车先行”是行业对FCV发展路径的共识，丰田现有的FCV，除了一款MIRAI，其余的都是商用车。

燃料电池堆的应用领域远不止于汽车，燃料电池系统产业的发展较之于FCV更加成熟。

截至2019年底，日本燃料电池汽车保有量虽然只有3000余辆，但家用燃料电池项目累计部署超过30万套。规划到2030年，燃料电池汽车保有量达到80万辆，家用燃料电池安装数量达到530万套。

2019年1月，韩国发布氢能经济发展路线图，计划在2025年将所有商用车转向氢能，2030年进入氢能社会。

第4个想不到是制氢成本将下降75%，未来加氢或比充电便宜。

当前，绿氢（即可再生能源制氢）的生产成本仍相对较高，但未来降本空间潜力巨大。在现有技术和产业规模条件下，绿氢的生产成本约4美元/kg，其中电费和设备成本占比分别达到50%和40%，随着可再生能源电价的持续降低和电解槽技术的提升，绿氢生产成本将持续下降。根据IRENA的研究，未来绿氢成本有望降低至1美元/kg（电解槽设备成本降低超过80%，可再生能源电价从当前的每兆瓦时53美元降至20美元）。

也就是说，绿氢的成本还有约75%的下降空间。如果考虑到制氢能耗的下降，这个幅度还会更大！

现阶段，电解水制氢的效率大约是每公斤氢耗电55度，但是，大连理工大学已经成功研制出一种低能耗电解海水制氢的新技术，不仅可以实现电解海水制氢，而且与商业化碱性电解水技术相比能耗降低40-50%，低至每公斤氢仅耗电约31千瓦时。

大连理工大学混合海水电解反应体系示意图。该技术能耗比传统碱性电解水技术降低40-50%，碳排放量比天然气重整制氢技术降低90%。

这是什么概念呢？丰田全新MIRAI的能效水平是5.6公斤氢续航850公里（WTLC工况），也就是说31度电制备的氢气，足够全新MIRAI行驶约152公里，折算出来“从电解槽到车轮”的百公里能耗大约是20度电，这个能效水平已经超过了许多BEV，比如大众ID.4（比丰田MIRAI整整小一个级别）美国EPA综合百公里电耗是大约22度电。

将来，加氢不仅和加油一样方便，也会比加油便宜很多。

2020年加氢站氢气售价约为10美元/kg（约67元/kg），按照全新MIRAI的能效水平，对应百公里成本约44元，已经低于同级燃油车的百公里油费。

未来加氢站氢气售价有望降至5美元/kg，对应百公里成本约22元，远低于燃油车的使用成本，甚至也低于BEV的百公里电费（在公共充电桩充电的情况下）。

到2050年，随着氢能产业步入成熟期，加氢站氢气售价有望进一步降至3美元/kg，对应百公里成本约13元，和用私家充电桩充电的BEV百公里电费持平。

第5个想不到是FCV降本幅度之大。

成本确实是FCV的一个重要制约因素，但随着产业规模的扩大和技术的不断提升，FCV的成本已经大幅降低。

2014年底，丰田MIRAI问世，被称为“MIRAI之父”的田中义和告诉青主，和丰田在2008年推出的燃料电池系统相比，MIRAI的燃料电池系统成本降低了95%！虽然MIRAI当时的产量规模很小，但在日本市场补贴后的售价也已经和燃油版的丰田皇冠相当。

2020年底，第二代丰田MIRAI上市，在各项性能全面大幅提升（电堆功率密度从3.5kw/L提升到5.4kw/L，储氢罐由2个增加为3个，综合续航从650公里增加到850公里）的同时，售价却比第一代下降了30万日元！如果FCV市场规模能有效扩大，FCV的成本还有巨大下降空间。

事实上，补贴前710万日元（约合人民币44.48万元）、补贴后最低售价570万日元（约合人民币35.71万元）的价格，对于第二代Mirai这样一台轴距2920mm的行政级豪华车而言，已经相当有竞争力。如果有足够多的加氢站，相信很多人都愿意买一辆这样的FCV。

按韩国《氢能经济发展路线图》的预测，当FCV年产达到3.5万辆时，成本将降至5000万韩元，年产10万辆时，成本就能降至传统燃油车的水平——约3000万韩元（约合人民币18万元）。而这，根据韩国的氢能发展规划，不过是5年后的事。

2020年，日本市场燃料电池系统价格比2018年下降了60%；2030年还将再下降一半。

现代NEXO在韩国的售价大约是40万元人民币，但是补贴后只有大约20万元人民币。吴承灿认为，现阶段BEV比FCV有成本优势，但BEV的规模已经很大，随着产量规模进一步扩大，锂等动力电池原材料的价格还可能大幅上升，所以BEV的成本接下来不仅没有太多下降的空间，反而可能还会上升，此消彼长，未来FCV的成本完全有可能比BEV更有竞争力。

最重要的是，由于加氢和加油一样只需要3-5分钟，一旦加氢站初步形成网络之后，FCV的出行自由度和普通燃油车是一样的，甚至更好。丰田第二代Mirai加满氢之后的续航里程可以达到850公里，注意，不是NEDC而是WLTC工况，同级燃油车加满油之后，WLTC工况很少能达到这样的续航里程。

第6个想不到是碳中和目标可以轻易实现——只要建成氢能社会。

为什么说FCV才是人类可持续移动性的终极解决方案？当我们从能源供给体系危机的角度出发，就非常容易理解。

人类其实不缺能源，每年地表接受的太阳能相当于130万亿吨标煤，利用率只要达到万分之一点五即可满足人类全部能源需求。

但是为什么我们一直没能摆脱对化石能源的依赖？

2019年世界一次能源消费结构，化石能源占比高达84%。

因为风、光、水等清洁能源无法保证和终端需求相吻合的稳定输出，这导致了在风、光、水等发电装机总量占比很低的情况下，依然有大量的弃风、弃光、弃水的现象发生。2018年，全国弃水电量约691亿千瓦时，弃风电量277亿千瓦时，弃光电量54.9亿千瓦时，“三弃”电量共约1023亿千瓦时，超过同期三峡电站的发电量！

在一次能源和终端用能之间如果没有一套有效的储能系统，风光水等可再生能源发电的利用率就很难进一步提高。

将来，一旦氢能供给体系建成之后，这个问题就迎刃而解了。用风、光、水发电，然后再利用这些清洁能源发的电就地、就近电解水制氢。氢就是目前能找到的一次能源和终端用户之间最佳的储能介质。

2021年4月20日，由宝丰能源组织实施的“国家级太阳能电解水制氢综合示范项目”在宁夏正式投产，包括20万千瓦光伏发电装置和产能为2万标方/小时的电解水制氢装置，是目前全球单场规模最大的电解水制氢项目。

如果我们用2018年1023亿千瓦时的“三弃电量”来制氢，按每公斤氢耗电55kWh的当前水平计算，可以制氢18.6亿公斤。按每公斤氢行驶150公里（全新MIRAI的水平）、单车年均行驶1.5万公里计，这些氢可以满足大约1860万辆家用FCV的需要！

如果按照每公斤氢耗电31kWh的先进水平计算，1023亿千瓦时电量可以制氢33亿公斤，则能够满足3300万辆家用FCV的需要！

所以，一旦真正进入氢能社会，实现碳中和可以说是轻而易举！

氢能已经是“投资风口”，从2020年6月24日-2021年8月17日，A股燃料电池板块指数已上涨了超过90%。

文 | 青主