■ 中国工业报记者 马艳
在氢能产业蓬勃发展的浪潮中,燃料电池汽车作为交通领域脱碳转型的关键力量,正加速驶入发展快车道。在近日召开的2025国际氢能与燃料电池汽车大会暨展览会上,清华大学教授、国际氢能燃料电池协会理事长欧阳明高表示,中国已经成为全球燃料电池商用车保有量最多的国家。2015年至今,十年间我国产业链技术能力建设迅速,产业链逐步发展成熟并实现自主可控。
然而,产业高速发展的背后,一系列深层次挑战也随之显现。“基础设施成本高、车用储氢技术瓶颈仍是我国燃料电池汽车发展的核心挑战。”欧阳明高一语道破。
“某种程度上,氢燃料电池汽车产业发展正处于寒冬。”上海汽车集团股份有限公司副总裁、总工程师祖似杰也坦言,产业规模小、经济性不足、市场竞争力受阻是当前制约燃料电池汽车产业迈向规模化的关键瓶颈。
面对这些挑战,氢燃料电池汽车产业要如何破局?
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政策组合拳发力
近年来,我国对氢燃料电池汽车的政策支持力度不断加大,通过一系列精准施策,为产业发展注入强劲动能。
日前,国家能源局发布通知,组织开展能源领域氢能试点工作,支撑氢能“制储输用”全链条发展。今年以来,财政部、工业和信息化部、科技部等五部门联合印发《关于批复有关城市群燃料电池汽车示范应用调整实施方案的通知》,新疆哈密、山西吕梁、河南济源、河南濮阳、河北沧州、辽宁大连等6地加入燃料电池汽车示范城市群。
然而,培育氢能与燃料电池汽车产业是一项具有重要意义的复杂系统工程。早在2020年9月,国家能源局等五部委就发布《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》,明确以奖代补政策,对符合条件的城市群开展燃料电池汽车关键核心技术产业化攻关和示范应用给予奖励,鼓励企业购置氢能重卡。
2022年,国家发展改革委、国家能源局印发《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》提出,重点推进氢燃料电池中重型车辆应用,有序拓展氢燃料电池等新能源客、货汽车市场应用空间,逐步建立燃料电池电动汽车与锂电池纯电动汽车的互补发展模式。
此外,《氢能产业标准体系建设指南》《关于加快推动制造业绿色化发展的指导意见》《关于推动交通运输与能源融合发展的指导意见》等一系列政策措施,也从标准规范、产业融合等维度协同发力,共同构建起完善的政策支持体系。
在国家政策的引领下,地方政府积极响应,形成政策合力。目前,北京、广州、浙江等十几个省市已制定氢燃料电池汽车产业相关政策和规划,内容覆盖加氢站建设、车辆推广、产业链布局等领域。其中,部分省市实施的氢能汽车高速免通行费政策尤为值得关注。
“近年来,我国氢能产业顶层设计趋于明朗,各地积极布局氢能发展‘新赛道’,氢能产业在交通、储能、工业、发电等领域应用场景逐渐丰富,应用规模迅速扩大。”中国汽车技术研究中心有限公司副总经理龚进峰表示,汽车是氢能应用的先行领域和重要场景,加快燃料电池汽车推广应用对于促进工业领域深度降碳,推进新型工业化,加快培育形成新质生产力,助力工业领域落实碳达峰碳中和战略目标和应对气候变化具有重要的推动作用。
国金证券研报分析称,燃料电池汽车进入放量提速期,行业已具备商业化潜力。政策方针与补贴已推动燃料电池汽车示范先行,年末冲刺可提振销量,当前加氢站覆盖率与氢车全生命成本仍是未来持续放量的核心制约,全生命周期成本平价与针对性补贴将成为下一阶段重点。随着相关补贴政策的延续、氢能高速走廊的打造、基础设施的逐步铺开以及设备的降本等,燃料电池汽车的推广将不断提速。
技术突破实现跨越发展
政策利好下,我国氢燃料电池汽车产业技术创新成果丰硕。中国汽车工程学会理事长张进华表示,“我国高度重视氢能燃料电池汽车产业的发展,‘十四五’以来,在国家相关示范工程的支持和带动下,我国燃料电池汽车推广应用规模明显扩大,截至2024年底累计推广超2.8万辆,关键技术加速突破,商用燃料电池额定功率、寿命、电堆体积功率密度等都达到国际先进水平。”
“从氢能的制取、储运、加注到燃料电池电堆、双极板膜电极等核心部件研发,再到整车制造,我国已形成较为完整的产业链体系。”张进华说道。
中国汽车工程学会副秘书长赵立金同样表示,氢燃料电池汽车已经实现了很大的技术突破,包括氢能的制取、储运、加注到燃料电池的材料以及电堆系统的集成技术,都实现了长足的进步。
“过去五年是中国燃料电池技术出现重大突破的五年。”在欧阳明高看来,从燃料电池水平来看,我国整体的技术水平已经从2020年的跟跑提升为2024年的并跑。
具体的技术指标方面,行业实现了跨越式发展。在可靠性方面,燃料电池车平均首次故障里程以及平均间隔故障里程双双突破10万公里。在环境适应性方面,已经实现零下40度的低温启动技术突破。在经济性方面,商务车整车氢耗处于国际领先水平,燃料电池客车百公里氢耗低于5公斤。在耐久性方面,燃料电池寿命已经超过2万小时。
欧阳明高提出,当前,燃料电池技术发展呈现出五大发展趋势:一是膜电极技术迭代,高活性高稳定性膜电极在0.78V电压下可实现1安培电流输出;二是耐高温技术开始得到突破,105℃膜电极经500小时稳定性试验无性能衰减;三是新一代高比率、长寿命、低成本电堆技术商业化加速;四是高功率密度、高效率燃料电池发动机技术成为主流,关注全生命周期低成本;五是应用场景持续拓展,从商用车向航空、发电等多领域延伸。
“这些突破标志着我国燃料电池产业已进入自主创新与技术输出并重的新阶段,为新能源战略实施提供了关键技术支撑。”张进华给予高度评价。
创新模式直面挑战
技术持续突破背后,氢燃料电池车仍面临严峻的成本挑战。千公里的燃料电池重卡要多少钱呢?欧阳明高抛出了这一问题。他表示,100公斤氢气,仅燃料成本就达30万-40万元,这一数值已超过燃料电池系统本身的成本。若以储氢瓶作为核心部件,其1万次循环次数和15年的设计寿命可支持1000万公里的运营里程,显著超过重卡行业平均150万公里(约5年使用周期)的整车寿命。
在欧阳明高看来,通过建立储氢瓶租赁体系或换瓶模式,实现储氢装置在多车之间的循环利用,是降低氢能重卡全生命周期成本、提升商业竞争力的有效途径。
对此,欧阳明高提出了一系列创新商业模式建议:一是氢瓶租赁模式。以租代购可减少用户三分之二的储氢瓶购置成本,并通过多车循环利用,可摊薄全生命周期成本;二是“租瓶+换氢”模式,通过直接运输高压储氢瓶,省去氢气二次压缩环节,适合于外供氢气场景;三是采用“租氢瓶+换氢瓶+换燃料电池”的综合模式,通过将储氢瓶与燃料电池集成模块化设计,可实现类似纯电动汽车换电的快速补能,该模式可兼容短途换电与长途换氢。
欧阳明高还提到,真正降低氢燃料电池汽车成本需要进一步推动能源革命。“2025年,中国进入新能源2.0时代,车路云一体化、光储热一体化、源网荷一体化、光直柔一体化同步发展,氢能是新能源革命的重要支撑。如果实现绿色氢能的经济性,氢能率先突破,就能进入新能源消费主体的3.0时代。”欧阳明高预计,2030年中国将迎来新能源革命爆发期。2015至2025年是车用燃料的动力系统作为氢能利用的先导期,带动氢能的发展。2025年到2030年,氢能的制、储、运以及供应链建设和发展,将会反过来带动氢能在多领域的应用。
在技术创新与模式探索之外,政策协同与场景落地同样关键。为此,张进华建议,第一,推进典型场景示范应用是核心,加强燃料电池汽车在干线物流、城际冷链运输、矿区港区等中长途高强度场景的示范落地;第二,优化政策支持方式是关键,从财税、政策、基础设施示范运营等多个方面予以持续支持,特别是要推动相关示范推广政策涉及的财政支持,从车辆购置环节向使用环节转移;第三,加强技术创新与国际合作是重点,要聚焦高温高载核燃料电池电堆、大功率长寿命燃料电池系统、大容量低成本储氢系统等;第四,拓展应用场景、打造样板工程是支撑,推动其在储能化工等领域示范应用。
丰田智能电动汽车研发中心(中国)有限公司丰田中国氢能事业总部领域长真锅晃太则建议,可以把政府的政策支持和氢能高速构想相结合,并通过平价的燃料电池汽车、价格合理的氢气以及较高的用氢便利性,扩大可扩展的燃料电池汽车应用生态,推动燃料电池汽车的广泛应用并实现爆发式增长。
祖似杰呼吁,需强化顶层设计,尽早出台下一轮氢能及燃料电池产业支持政策,避免出现政策空窗期。同时,坚持科技创新,通过全行业协同创新,推进燃料电池汽车全生命周期成本下降,达到与传统燃油车持平的水平,并加强动力系统技术创新,不断提升燃料电池汽车安全性水平;加强标准引领和区域协同、国际合作。
责任编辑:左宗鑫
编辑:袁海霞