氢燃料电池汽车发展趋势分析

郜昊强,宋业建

(安徽江淮汽车集团股份有限公司,安徽合肥 230000)

0 引言

氢能是一种高效清洁能源，易获得、易存储、易运输、且使用无污染。在中国石油对外依存度超过68%，碳排放和有害气体排放日益增长的今天，氢能受到能源行业的广泛关注，尤其是在汽车领域，氢能与电能被视为未来替代能源的最优选择。

1 氢燃料电池汽车发展政策概述

1.1 中国氢燃料电池汽车发展规划

2016年10月26日，中国汽车工程学会发布《节能与新能源汽车技术路线图》。路线图中规划：从2020年到2030年，燃料电池汽车逐步由示范运行向大规模推广应用发展；2020年、2025年和2030年，中国燃料电池汽车规模将分别达到5 000 辆、5 万辆以及百万辆。

1.2 中国氢燃料电池汽车补贴政策

2018年2月13日，四部委联合发布了《关于调整完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》。通知规定：燃料电池乘用车按照搭载燃料电池系统的额定功率进行补贴(电堆系统额定功率不低于电机额定功率的30%，且不小于30 kW)，燃料电池客车、货车采取定额补贴。表1为中国氢燃料电池汽车补贴政策。

表1 中国氢燃料电池汽车补贴政策

1.3 中国氢燃料电池汽车积分政策

2017年9月28日，工信部、财政部等联合发布《乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法》(双积分正式管理办法)，其中涉及到燃料电池汽车积分政策。燃料电池乘用车为线性积分，即：

A=0.16P

式中：A为燃料电池乘用车标准车型积分；P为燃料电池系统额定功率。

图1为中国氢燃料电池汽车积分政策。

其技术要求：

(1)燃料电池乘用车续航里程不低于300 km；

(2)燃料电池系统功率不低于驱动电机额定功率的30%；

(3)燃料电池系统额定功率不低于10 kW。

其注意事项：

满足图1所述条件的车型积分按照标准车型积分的1倍计算；不满足图1所述条件的车型积分按照标准车型积分的0.5倍计算, 积分仅限该企业使用。

图1 中国氢燃料电池汽车积分政策

2 国内外氢燃料电池汽车发展现状

2.1 国内氢燃料电池汽车公告分布

截至工信部第308批公告，进入公告的燃料电池车型涉及到9家客车企业(分别是宇通、福田、申龙、蜀都、开沃、中植汽车、飞驰、青年、金龙)、一家轻客(上汽大通)、两家物流车(东风、奥新新能源)。图2为公告车型分布。

图2 公告车型分布

从车型分布来看，公告车型全部集中在商用车领域。主要为客车，其次为中卡，轻客仅有一款。

这种车型分布与氢燃料电池汽车产业发展现状相吻合。当前处于示范运行阶段，还没有形成相对成熟的商业模式。

2.2 国内外氢燃料电池汽车技术现状对比

从整车角度来看,国内外氢燃料电池汽车技术核心主要在于两点:电堆功率和储氢罐压力。目前国内电堆功率不够，只能采用Plug-in构型，不能采用全功率构型；同时储氢罐技术落后，国内70 MPa气罐目前还没有成熟的量产产品。

从终端售价来看，氢燃料电池汽车远超过纯电动汽车，市场接受度受限。表2为国内外氢燃料电池汽车技术现状对比。

表2 国内外氢燃料电池汽车技术现状对比

表3为核心零部件技术对比。从核心零部件角度来看，国内外氢燃料电池系统性能差距非常明显，存在代差。而且氢燃料电池的核心技术“质子交换膜”全球仅有美国杜邦公司可以提供，核心技术受制于人。

另外，氢燃料电池系统的寿命仅有5 000 h，离实际需求仍有较大差距。综合来看，氢燃料电池系统仍然是一种实验室技术。

表3 核心零部件技术对比

2.3 国内外氢燃料产业基础设施现状对比

截止2017年年底，全球加氢站保有量为328 个。到2020年，日本计划共完成160 个加氢站的建设；韩国共完成80 个；德国共完成100 个。图3为全球加氢站分布图。

图3 全球加氢站分布

图4为中国氢燃料电池汽车产业发展规划。

图4 中国氢燃料电池汽车产业发展规划

截止2018年2月，我国已建成及在建的加氢站共31 个，正在运营的有12 个，在建有19 个。计划到2020年，加氢站数量达到100 个；燃料电池车辆达到5 000 辆；到2030年，加氢站数量达到1 000 个，燃料电池车辆保有量达到100 万辆；到2050年，加氢站网络构建完成，燃料电池车辆保有量达到1 000 万辆。

3 车用能源发展态势分析

2030年前，车用能源将仍然以石油燃料为主(HEV构型；占50%份额)；电动汽车快速发展，将会占据重要份额(EV与PHEV构型；占40%份额)；氢能汽车将在2025年度过产业孵化期，快速发展，但2030年其所占份额极低(Plug-in构型；约占2.5%份额)。表4为车用能源发展态势分析。

表4 车用能源发展态势分析

4 总结

(1)当前，国内参与研发氢燃料电池汽车的企业包括宇通、上汽、福田、东风等。公告车型全部集中在商用车领域，主要为客车，其次为中卡，轻客仅有一款。这种车型分布与氢燃料电池汽车产业发展现状相吻合。主要依托于国家科技进步项目开展技术研究，还没有形成相对成熟的商业模式。

(2)当前，国际上在氢燃料电池汽车领域处于领先水平的是日本的丰田、本田以及韩国的现代。主要集中在乘用车领域，但同样处于示范运营阶段，没有大规模化推广。

(3)从国内外技术对比来看，最为核心的电堆功率和高压储氢罐，我国较为落后，存在代差。如果强行发展氢燃料电池汽车，不可避免的在核心技术上受制于人。从氢燃料电池本身来看，当前寿命仅有5 000 h，离实际需求仍有较大差距。

(4)氢燃料电池汽车产业的发展严重依赖于加氢站的建设。短期来看，不能形成全国范围内的加氢站网络，实际使用受限，只能在重点地域进行推广(加氢站与加油站类似，但充电桩不同，可以车位安装)。

(5)从国家对氢燃料电池汽车产业的规划来看，2020年到2025年是示范运行阶段，主要依托于政策推动；2025年到2030年是快速发展阶段，依托于政策和企业共同推动；2030年到2050年是快速普及阶段，整车、企业与市场共同推动；在2050年，通过氢燃料电池汽车与纯电动汽车共同实现汽车零排放。

(6)从车用能源发展态势来看，2030年以前，石油燃料仍然占据主流；电能占比将迅速攀升，预计在2025年综合成本及使用便利性方面超过燃油车；氢能占比极低，且对于燃油车和电动车不能形成市场优势。