影響我國燃料電池汽車商業(yè)化的因素有哪些？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-10-12 15:15
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美國、加拿大、日本、韓國等國家投入了大量資金和人力進行燃料電池汽車研究，豐田、本田、現(xiàn)代等車企已經(jīng)推出市場化的燃料電池汽車。目前，我國燃料電池產(chǎn)業(yè)總體處于產(chǎn)業(yè)化導入發(fā)展期。那么，影響我國燃料電池汽車商業(yè)化的因素有哪些呢？
1法規(guī)因素
我國在《巴黎協(xié)定》中承諾在2030年左右使二氧化碳排放達到峰值并爭取盡早實現(xiàn)，2030年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降60%-65%，非化石能源占一次能源消費比重達到20%左右。為了實現(xiàn)該目標，我國必須充分利用風能、太陽能等可再生能源取代部分煤炭，從而降低煤炭消耗，以提前達成2030年二氧化碳排放目標。目前，我國風能、太陽能發(fā)電裝置的配備持續(xù)以全球最快的速度增長。然而，因為風能、太陽能發(fā)電不穩(wěn)定而無法上電網(wǎng)，利用率極低；又因為電能存在無法長時間儲存的問題，大多數(shù)產(chǎn)生的電能只能被浪費掉，我國每年浪費的電量約150GW。而氫能具有能量轉移的特性，可將這些無法上網(wǎng)的電用于電解水制氫，再將氫氣應用于燃料電池汽車，從而為過剩的風能和太陽能發(fā)電以及降低碳排放提供完美的解決方案。將可再生能源轉化成氫能是實現(xiàn)我國節(jié)能減排目標的重要途徑。
2政策因素
最近兩年，國家相關部委密集出臺政策，大力支持燃料電池汽車的發(fā)展?！吨袊圃?025》、《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》、《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》等都將發(fā)展氫能和燃料電池技術列為重點任務，將燃料電池汽車列為重點支持領域，并明確提出到2020年實現(xiàn)5000輛級規(guī)模在特定地區(qū)公共服務用車領域的示范應用，建成100座加氫站；2025年實現(xiàn)五萬輛規(guī)模的應用，建成300座加氫站；2030年實現(xiàn)百萬輛燃料電池汽車的商業(yè)化應用，建成1000座加氫站。
地方政府也積極響應國家政策，上海市率先發(fā)布《上海市燃料電池汽車發(fā)展規(guī)劃》，廣東佛山、湖北武漢、江蘇如皋、浙江臺州等地方政府也都為各自地區(qū)的燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供政策支持，建立產(chǎn)業(yè)園區(qū)，引進整車企業(yè)及零部件生產(chǎn)廠家，共同推進氫能及燃料電池汽車的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。目前國家對燃料電池乘用車補貼高達20萬/輛，輕型客、貨車的國家補貼為30萬/輛，而大中型客車國家補貼高達50萬/輛。另一方面，我國對純電動、插電式混合動力汽車補貼政策已逐步退坡，但燃料電池汽車的補貼政策仍將持續(xù)到2020年，加之“雙積分”政策的雙重利好，使得民間對氫燃料電池車的關注熱情空前高漲。在加氫站建設上，對符合國家技術標準且日加氫能力不少于200kg的新建燃料電池車加氫站，每站獎勵400萬元的國家補貼。然而，盡管政策規(guī)劃目標明確，但政府的產(chǎn)業(yè)導向還不夠明確，也未在能源結構上明確氫能源的地位。
3市場因素
我國燃料電池汽車現(xiàn)在還處于商業(yè)化導入初期，全產(chǎn)業(yè)鏈的不斷完善將刺激我國燃料電池汽車市場逐漸升溫。以億華通為代表的燃料電池發(fā)動機企業(yè)已經(jīng)建立了生產(chǎn)線；以上海神力、新源動力等為代表的電堆及核心零部件企業(yè)正在努力實現(xiàn)國產(chǎn)化；以福田、宇通、飛馳、申龍為代表的整車企業(yè)已經(jīng)走在燃料電池汽車開發(fā)的前列，部分樣車已上國家公告。
鑒于目前我國加氫站數(shù)量還是個位數(shù)，而輕型貨車、中大型客車等商用車憑借對加氫站依賴度小、續(xù)航里程長、停放點和行駛路線固定等自身特點，商用車將成為我國燃料電池汽車最先普及的領域。近期，上汽大通FCV80氫燃料電池輕客正式上市，單次加氫僅需要3分鐘，續(xù)航里程超過400公里，補貼后售價為30萬元，其補貼后的價格與純電動車非常接近。隨著燃料電池堆技術的進步，核心零部件及材料逐漸國產(chǎn)化，產(chǎn)業(yè)鏈逐步完善，整車價格將不斷下降，最終可與傳統(tǒng)燃油車媲美。
在乘用車領域，從2003年第一代燃料電池混合動力汽車“超越一號”到2015年上汽榮威950燃料電池汽車，我國已在燃料電池乘用車領域進行了初步探索并具備了一定的研發(fā)基礎。但是，由于受國內(nèi)加氫站等基礎設施的缺乏以及核心技術研發(fā)水平的限制，距離氫燃料電池乘用車的商業(yè)化還有更長的路要走。
4技術因素
要推動燃料電池汽車的商業(yè)化發(fā)展，則要求其采用的燃料電池動力系統(tǒng)必須在性能、壽命和成本等方面達到與傳統(tǒng)燃油汽車相當?shù)乃?，并且與純電池汽車相比具有競爭力。目前，制約我國燃料電池汽車商業(yè)化發(fā)展的技術因素包括燃料電池耐久性、關鍵材料及核心零部件和氫供給難等問題。
在燃料電池耐久性方面，國內(nèi)相關企業(yè)燃料電池的穩(wěn)定壽命在5000h左右，而國際先進水平已經(jīng)超過10000h；我國燃料電池關鍵材料如催化劑，質(zhì)子交換膜、碳紙等還處于實驗室和樣品階段，空氣壓縮機和氫氣回流泵等關鍵部件還沒有產(chǎn)品供應；現(xiàn)階段我國車用儲氫瓶還是使用壓力為35MPa的碳纖維纏繞金屬內(nèi)膽氣瓶，儲氫密度為3.9%，而國外基本均采用70MPa的碳纖維纏繞塑料內(nèi)膽氣瓶，儲氫密度達到5.5%。
基于國內(nèi)目前的現(xiàn)狀，要實現(xiàn)燃料電池汽車商業(yè)化發(fā)展，衣寶廉院士指出，在技術上有兩條路可走。一條是自主研發(fā)，進一步提高燃料電池動力系統(tǒng)的可靠性和耐久性，并降低電堆成本和鉑用量，開發(fā)非Pt基催化劑；另一條則是引進國外先進技術，逐步消化，最終實現(xiàn)國產(chǎn)化。根據(jù)我國已制定的燃料電池汽車總體發(fā)展規(guī)劃，通過技術研發(fā)及示范運行，掌握燃料電池汽車的設計與集成技術，逐步實現(xiàn)燃料電池電堆、系統(tǒng)、關鍵材料及核心零部件的國產(chǎn)化，從而推動燃料電池汽車大規(guī)模商業(yè)化發(fā)展。
1法規(guī)因素
我國在《巴黎協(xié)定》中承諾在2030年左右使二氧化碳排放達到峰值并爭取盡早實現(xiàn)，2030年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降60%-65%，非化石能源占一次能源消費比重達到20%左右。為了實現(xiàn)該目標，我國必須充分利用風能、太陽能等可再生能源取代部分煤炭，從而降低煤炭消耗，以提前達成2030年二氧化碳排放目標。目前，我國風能、太陽能發(fā)電裝置的配備持續(xù)以全球最快的速度增長。然而，因為風能、太陽能發(fā)電不穩(wěn)定而無法上電網(wǎng)，利用率極低；又因為電能存在無法長時間儲存的問題，大多數(shù)產(chǎn)生的電能只能被浪費掉，我國每年浪費的電量約150GW。而氫能具有能量轉移的特性，可將這些無法上網(wǎng)的電用于電解水制氫，再將氫氣應用于燃料電池汽車，從而為過剩的風能和太陽能發(fā)電以及降低碳排放提供完美的解決方案。將可再生能源轉化成氫能是實現(xiàn)我國節(jié)能減排目標的重要途徑。
2政策因素
最近兩年，國家相關部委密集出臺政策，大力支持燃料電池汽車的發(fā)展?！吨袊圃?025》、《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》、《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》等都將發(fā)展氫能和燃料電池技術列為重點任務，將燃料電池汽車列為重點支持領域，并明確提出到2020年實現(xiàn)5000輛級規(guī)模在特定地區(qū)公共服務用車領域的示范應用，建成100座加氫站；2025年實現(xiàn)五萬輛規(guī)模的應用，建成300座加氫站；2030年實現(xiàn)百萬輛燃料電池汽車的商業(yè)化應用，建成1000座加氫站。
地方政府也積極響應國家政策，上海市率先發(fā)布《上海市燃料電池汽車發(fā)展規(guī)劃》，廣東佛山、湖北武漢、江蘇如皋、浙江臺州等地方政府也都為各自地區(qū)的燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供政策支持，建立產(chǎn)業(yè)園區(qū)，引進整車企業(yè)及零部件生產(chǎn)廠家，共同推進氫能及燃料電池汽車的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。目前國家對燃料電池乘用車補貼高達20萬/輛，輕型客、貨車的國家補貼為30萬/輛，而大中型客車國家補貼高達50萬/輛。另一方面，我國對純電動、插電式混合動力汽車補貼政策已逐步退坡，但燃料電池汽車的補貼政策仍將持續(xù)到2020年，加之“雙積分”政策的雙重利好，使得民間對氫燃料電池車的關注熱情空前高漲。在加氫站建設上，對符合國家技術標準且日加氫能力不少于200kg的新建燃料電池車加氫站，每站獎勵400萬元的國家補貼。然而，盡管政策規(guī)劃目標明確，但政府的產(chǎn)業(yè)導向還不夠明確，也未在能源結構上明確氫能源的地位。
3市場因素
我國燃料電池汽車現(xiàn)在還處于商業(yè)化導入初期，全產(chǎn)業(yè)鏈的不斷完善將刺激我國燃料電池汽車市場逐漸升溫。以億華通為代表的燃料電池發(fā)動機企業(yè)已經(jīng)建立了生產(chǎn)線；以上海神力、新源動力等為代表的電堆及核心零部件企業(yè)正在努力實現(xiàn)國產(chǎn)化；以福田、宇通、飛馳、申龍為代表的整車企業(yè)已經(jīng)走在燃料電池汽車開發(fā)的前列，部分樣車已上國家公告。
鑒于目前我國加氫站數(shù)量還是個位數(shù)，而輕型貨車、中大型客車等商用車憑借對加氫站依賴度小、續(xù)航里程長、停放點和行駛路線固定等自身特點，商用車將成為我國燃料電池汽車最先普及的領域。近期，上汽大通FCV80氫燃料電池輕客正式上市，單次加氫僅需要3分鐘，續(xù)航里程超過400公里，補貼后售價為30萬元，其補貼后的價格與純電動車非常接近。隨著燃料電池堆技術的進步，核心零部件及材料逐漸國產(chǎn)化，產(chǎn)業(yè)鏈逐步完善，整車價格將不斷下降，最終可與傳統(tǒng)燃油車媲美。
在乘用車領域，從2003年第一代燃料電池混合動力汽車“超越一號”到2015年上汽榮威950燃料電池汽車，我國已在燃料電池乘用車領域進行了初步探索并具備了一定的研發(fā)基礎。但是，由于受國內(nèi)加氫站等基礎設施的缺乏以及核心技術研發(fā)水平的限制，距離氫燃料電池乘用車的商業(yè)化還有更長的路要走。
4技術因素
要推動燃料電池汽車的商業(yè)化發(fā)展，則要求其采用的燃料電池動力系統(tǒng)必須在性能、壽命和成本等方面達到與傳統(tǒng)燃油汽車相當?shù)乃?，并且與純電池汽車相比具有競爭力。目前，制約我國燃料電池汽車商業(yè)化發(fā)展的技術因素包括燃料電池耐久性、關鍵材料及核心零部件和氫供給難等問題。
在燃料電池耐久性方面，國內(nèi)相關企業(yè)燃料電池的穩(wěn)定壽命在5000h左右，而國際先進水平已經(jīng)超過10000h；我國燃料電池關鍵材料如催化劑，質(zhì)子交換膜、碳紙等還處于實驗室和樣品階段，空氣壓縮機和氫氣回流泵等關鍵部件還沒有產(chǎn)品供應；現(xiàn)階段我國車用儲氫瓶還是使用壓力為35MPa的碳纖維纏繞金屬內(nèi)膽氣瓶，儲氫密度為3.9%，而國外基本均采用70MPa的碳纖維纏繞塑料內(nèi)膽氣瓶，儲氫密度達到5.5%。
基于國內(nèi)目前的現(xiàn)狀，要實現(xiàn)燃料電池汽車商業(yè)化發(fā)展，衣寶廉院士指出，在技術上有兩條路可走。一條是自主研發(fā)，進一步提高燃料電池動力系統(tǒng)的可靠性和耐久性，并降低電堆成本和鉑用量，開發(fā)非Pt基催化劑；另一條則是引進國外先進技術，逐步消化，最終實現(xiàn)國產(chǎn)化。根據(jù)我國已制定的燃料電池汽車總體發(fā)展規(guī)劃，通過技術研發(fā)及示范運行，掌握燃料電池汽車的設計與集成技術，逐步實現(xiàn)燃料電池電堆、系統(tǒng)、關鍵材料及核心零部件的國產(chǎn)化，從而推動燃料電池汽車大規(guī)模商業(yè)化發(fā)展。
