河南省氢能及氢燃料电池汽车产业现状与发展建议

李冠峰 马雁 刘晓明 李金保 李德峰 马建勋

摘 要：简要介绍了我国氢燃料汽车的发展历史与现状，分析了河南省氢燃料电池汽车、氢能利用关键零部件及核心装备、燃料电池汽车产业发展政策及示范应用方面的情况，提出了统筹规划、做好氢能产业发展顶层设计，加强基础及应用研究、提供强力技术支撑，突出发展重点、带动产业全方位发展，加强组织领导、培育良好的产业发展环境的河南省氢能源产业发展建议。

关键词：氢能;燃料电池汽车;发展建议

中图分类号：TK91;U473.4     文献标志码：A  文章编号：1003-5168（2022）9-0136-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2022.09.030

Current Situation and Development Suggestions of Hydrogen Energy and Hydrogen Fuel Cell Vehicle Industry in Henan Province

LI Guanfeng1，2    MA Yan3    LIU Xiaoming3    LI Jinbao4    LI Defeng1    MA Jianxun2

（1.College of Mechanical and Electrical Engineering， Henan Agricultural University， Zhengzhou 450002， China; 2.School of Vehicle and Transportation Engineering， Zhengzhou University of Science&Technology， Zhengzhou 450002，China;3. Society of Automotive Engineers of Henan，Zhengzhou 450004，China;4.Henan Automobile Industry Association， Zhengzhou 450004，China）

Abstract： The author briefly introduces the development history and present situation of hydrogen fuel vehicles in our country， analyzes the hydrogen fuel cell vehicles， hydrogen use key parts and core equipment， fuel cell automobile industry development policy and demonstration application， put forward the overall planning， top hydrogen industry development design， strengthen basic and application research， provide strong technical support， key development， driving industry development， strengthen leadership， foster good industry development environment of hydrogen energy industry development in Henan Province.

Keywords： hydrogen energy; fuel cell powered vehicle; development suggestion

0 引言

氫的用途广泛，不仅是主要的工业原料，也是最重要的工业气体和特种气体，在医疗、石油化工、电子工业、冶金工业、食品加工、航空航天等方面有着广泛的应用。同时，氢也是一种理想的二次能源。氢作为能源使用，具有许多优点，被认为是21世纪最具发展潜力的清洁能源，是人类战略能源的发展方向。从全球范围来看，世界主要发达国家从能源、环境等角度出发，都十分重视氢能的发展。目前，氢能和燃料电池已在一些细分领域初步实现了商业化，预计未来几年氢能将迎来产业爆发。据有关资料，到2025年我国氢能产业产值将达到1万亿元;到2050年，氢能在我国终端能源体系中占比超过10%，产业链年产值将达到12万亿元[1]。在“双碳”目标指引下，我国的氢能产业发展正步入快车道，但各地如何抓住机遇有效利用已有基础优势，扬长避短，制定可行的发展目标，对我国氢能产业的健康有序发展、加速能源绿色低碳转型、实现碳达峰碳中和目标具有重要意义。

1 氢燃料汽车的发展状况

氢气在汽车上替代传统的汽油或柴油使用，是氢能应用的重要领域之一。氢气可以在经过改进的传统发动机上作为燃料直接燃烧或与汽化的汽油或柴油混合后燃烧使用，使发动机运转产生动力，也可以通过车载燃料电池装置将氢气转换成电能，源源不断地使电动机产生动力而驱动车辆前进。而燃料电池汽车是目前比较认可的氢能在汽车上的应用。

我国自“十五”时期开始开展燃料电池汽车的研究，并在2008年的北京奥运会和2010年的上海世博会期间进行了燃料电池汽车示范运行。2012年6月，国务院印发《节能与新能源汽车产业发展规划（2012—2020年）》，确立了包括纯电动汽车、插电式混合动力汽车和燃料电池汽车的三大发展方向，并提出燃料电池汽车、车用氢能源产业与国际同步发展的目标。2014年，在国务院印发的《能源发展战略行动计划（2014—2020年）》中，氢能与燃料电池定为能源科技创新战略的20个重点创新方向之一。自此，燃料电池汽车产品的研发和产业化速度加快，主要汽车生产企业也纷纷推出燃料电池汽车的公告车型。2015年，郑州宇通客车公司开发的ZK6125FCEVG1燃料电池客车正式列入道路机动车辆生产企业及产品（第274批）公告，将我国燃料电池客车的示范运行向前推进了一大步，成为国内燃料电池客车产业发展的重要里程碑[2]。之后，从2016年至2020年，工信部发布的燃料电池汽车公告车型共计565款（不包括燃料电池底盘类产品），复合增长率为186.89%[3]。2017年，《中国制造2025》中又进一步明确支持燃料电池汽车的发展，同年4月，工业和信息化部、国家发展和改革委员会、科学技术部联合印发《汽车产业中长期发展规划》（工信部联装〔2017〕53号），确定了我国燃料电池技术发展路线图，为燃料电池汽车产业发展指明了道路。燃料电池汽车产业化驶上了快速发展的道路。294FC53E-C618-4B3C-9018-E7D2C95232C9

目前，氢燃料电池的电堆功率密度、使用寿命、冷启动性能等关键技术与成本的瓶颈已逐步突破，国际先进的电堆密度已达到3.1 kW/L，乘用车系统使用寿命达到5 000 h，商用车达到20 000 h，车用燃料电池系统发动机成本相比21世纪初已下降80%～95%[1]。而公开报道的资料显示，燃料电池系统的电堆体积功率密度纪录在不断刷新。氢燃料电池汽车的销量也逐年上升，据中国汽车工业协会资料，2020年我国氢燃料电池汽车产销量为1 199辆和1 177辆，2021年产销量分别为1 777辆和1 586辆，同比增加48.2%和34.7%。2015—2021年，全国氢燃料电池汽车累计产销量9 237辆和8 938辆。另据网易资料，2021年，全球主要国家共销售燃料电池汽车16 313辆，保有量接近50 000辆。

氢燃料电池汽车的优势毋庸置疑，但劣势也仍存在。随着科学技术的不断进步，曾经困扰氢燃料电池发展的氢燃料安全性以及贮存、加注技术等难题已经逐步攻克并不断完善，而继续降低制造成本及保证廉价、足够量的绿色氢气供应依然是阻碍氢燃料电池汽车发展需要考虑的问题。

2 河南氢能源产业的发展状况

河南省开展氢能开发利用研究已经多年，研究领域涵盖氢能制造到终端利用全产业链。

2.1 氢燃料电池汽车方面

在河南省汽车行业内的氢燃料电池的应用方面，客车一直处于前列，宇通公司的燃料电池客车整车性能处于国内领先水平。早在2009年，宇通集团就开始开发第一代增程式燃料电池客车。2014年7月，该公司承担的河南省重大科技专项“燃料电池城市客车关键技术研究及整车开发”项目启动，经过3年的攻关，2017年6月项目顺利通过河南省科技厅组织的专家验收。2018年8月，3辆氢燃料电池公交车投入郑州市727路公交线路运行，全面进入商业示范运行阶段。2018年8月，为第24届冬奥会举办城市张家口市交付25台氢燃料电池公交车。2021年12月，首批30辆宇通氢燃料电池客车交付国家电投氢动力科技服务有限公司开启“绿色冬奥”之旅。目前，宇通集团已全面布局燃料电池商用车，产品涵盖客车、环卫车、卡车和物流车等多个领域。

在乘用车领域，海马汽车从2015年开始氢燃料电池汽车研发，开发了70 MPa氢能MPV样车。在货车领域，奇瑞汽车在河南省开封市设有商用车工厂，专注货车等商用车研发、生产，集团公司已开发出燃料电池客车、中型物流车，具有良好的燃料电池汽车技术积累，开封研究中心落成后，将在开封形成从燃料电池电堆到整车的自主开发、测试能力。河南德力新能源汽车有限公司成立以来，推出了多种新能源物流车、卡车，其自主研发的燃料电池轻型物流车已在安阳市开展示范物流运营。

在农用机械领域，2020年7月，由设立在中国一拖的国家农机装备创新中心牵头发起，清华大学天津高端装备研究院与河南洛阳先进制造产业研发基地联合打造的中国首台5G+氢燃料电动拖拉机在洛阳正式发布[4]。

2.2 关键零部件及核心装备方面

河南豫氢动力有限公司具有氢燃料电池高性能催化剂、膜电极组件（MEA）、双极板设计、金属板表面处理、密封技术、整堆集成、系统集成与控制等全产业链研发及制造能力，已建有年产500台燃料电池堆套示范线，开发的高性能膜电极组件、0～150 kW燃料电池电堆、50～120 kW燃料电池系统、100～300 kW热电联供系统等已在工程实践中应用。

郑州精益达汽车零部件有限公司已经拥有了燃料电池控制器、电池控制系统的自主研发能力，并在客车上应用。郑州意昂神州科技有限公司也在燃料电池控制器、燃料电池控制系统开发及测试实验室建设方面在国内市场具有较大的影响力。新乡平原滤清器有限公司研发与生产的有燃料电池客车空气滤清器、离子交换器等。洛阳双瑞精铸钛业有限公司自主研制的超薄高精度钛卷，可作为燃料电池金属双极板使用等。

在氢能储存、加注装备方面，河南豫氢装备有限公司目前已覆盖氢能领域制氢、储运、压缩、加注等氢能装备全产业链的自主研发及生产能力。公司为北京冬奥会氢能源汽车提供加氢而建设的北京中关村延庆园加氢站，90%的关键装备和部件以及车载供氢系统关键部件实现自主生产。正星科技股份有限公司在加氢站设备研发生产、油氢合建站建设等领域处于国内领先地位。除上述外，还有亚普汽车部件（开封）有限公司已研发出Ⅳ型70 MPa的储氢瓶，河南航天695厂为航天运载氢氧发动机和加注系统研制配套阀门、管路等产品。

2.3 燃料电池汽车产业发展政策及示范应用方面

2018年8月，河南省人民政府办公厅印发《河南省新能源及网联汽车发展三年行动计划（2018—2020年）》[5]，明确支持宇通客车推进氢燃料客车产业化，支持郑州市设立氢燃料公交示范运营线路，同步开展加氢站布局建设，积极探索解决氢源及用氢成本问题，逐步推广到郑州大都市区城际公交线路。

2020年4月，河南省工业和信息化厅、国家发展改革委、科技厅、财政厅、住房和城乡建设厅、交通运输厅、应急管理厅以及市场监督管理局等8部门联合发布《河南省氢燃料电池汽车产业发展行动方案》，提出以客车为牵引，促进物流等商用车产业发展，以重点城市群辐射带动全省范围开展氢燃料电池汽车示范应用;到2025年，河南省氢燃料电池汽车相关产业年产值突破1 000亿元的发展目标。

2021年10月，郑州市公布《郑州市氢燃料电池汽车产业发展规划（2020—2025年）》，提出到2022年和2025年两个阶段在研发创新实力提升、产业链体系建设、推广应用成效三个方面的发展目标。明确要培育壮大产业集群、开展试点示范工程、实施重点研发专项、搭建产业服务平台、构建氢能供给体系和完善支持政策体系等6个方面的重点任务。

2021年12月28日，财政部、工业和信息化部、科技部、国家发展改革委、国家能源局等五部门发布《關于启动新一批燃料电池汽车示范应用工作的通知》[6]，以郑州、新乡、开封、安阳、洛阳及焦作等城市组成的河南燃料电池汽车示范应用城市群正式获批，成为全国5个示范城市群之一。这将大大加快河南省在全国汽车新能源应用、能源产业升级的步伐，有力推动河南省氢能及储能未来产业的发展。294FC53E-C618-4B3C-9018-E7D2C95232C9

3 对河南省氢能源产业发展的建议

3.1 统筹规划，做好氢能产业发展顶层设计

在氢能产业链中，制氢技术、基础设施如加氢站建设、燃料电池研发与制造是氢能产业发展的基础与核心，而氢燃料电池汽车、工业及建筑领域用氢设备的开发应用则是打通氢能应用市场化的必备条件。虽然河南省氢能已逐步建立起制储运加用等重点环节的产业链，初步具备了规模化发展的基础，但仍未走出产业发展的萌芽时期，同时氢能产业仍面临着系统发展不协调，核心技术、关键零部件依赖进口，产业配套能力不足，后续市场应用不畅通等问题。因此，须进一步摸清河南省氢能产业发展现状，厘清氢能发展管理体制机制，规范进一步发展的政策措施等。要加强系统规划和科学布局，通过氢能示范城市群的落地及扎实推进实施，探索总结绿色氢能生产、储存、运输及终端供应的高效、可靠、经济、绿色可持续的产业链体系。

3.2 加强基础及应用研究，提供强力技术支撑

围绕氢产业链发展动态，以发展绿氢为引领，开展绿色制氢、氢储能、高效利用的基础理论及应用研究。如将风、光电、生物质等新能源开发利用与氢能利用结合，开展风、光电互补揉和应用电解制氢、太阳能光合生物制氢，新型燃料电池关键材料及制备、各种存储与运输可能性、氢能在工业及建筑领域的应用等。

3.3 突出发展重点，带动产业全方位发展

结合河南省发展基础及实际，布局产业链重点环节，培育氢能产业。在产业链上游，前瞻布局绿氢制氢产业装备的开发及推广应用，开展新型绿色氢气制备、储运和加注环节装备的研发，推动完善氢能供给体系。产业链中游主要是燃料电池及核心零部件（包括双极板、膜电极、质子交换膜、气体扩散层、催化剂等）、电堆、系统的研发、生产与销售等。在产业链下游，主要涉及燃料电池新能源汽车、不间断电源、工业及建筑领域用氢等。要以氢燃料电池汽车整车为龙头，加快拓展在“脱碳”难度大的工业及建筑领域的氢能应用，带动培育出一批骨干企业，打造氢燃料电池汽车、工业及建筑领域用氢的创新链、产业链和价值链。

3.4 加强组织领导，培育良好的产业发展环境

政府各职能部门按《河南省氢燃料电池汽车产业发展行动方案》提出的任务清单，积极按时间节点完成，将各项保障措施落实到位。要加强科普宣传和教育引导，不断完善政策支持措施和产业配套服务，规划建设系列加氢站，解决后续市场应用不畅通问题，为氢能广泛利用奠定基础。

4 结语

在2020年9月的第七十五届联合国大会一般性辩论上，习近平主席正式宣布：“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。”2021年以来，习近平主席又在多个场合一以贯之强调坚持走生态优先、绿色低碳发展道路。2021年3月，“十四五”规划纲要草案将氢能正式纳入;2021年12月，工业和信息化部印发的《“十四五”工业绿色发展规划》提出“加快氢能技术创新和基础设施建设，推动氢能多元利用”。必须充分发挥已有氢能资源及产业基础优势，抢抓发展机遇，全力以赴，推动氢能产业的快速发展，为“双碳目标”的实现做出贡献。

参考文献：

[1] 中国氢能联盟.中国氢能源及燃料电池产业白皮书（2019版）[R/OL].（2019-06-26）[2022-03-10].http：//www.szguanjia.cn/article/2434.

[2] 余晓.率先推燃料电池客车 宇通7年潜心为哪般？[EB/OL].（2016-01-23）[2022-03-10].https：//www.chinabuses.com/buses/2016/0123//article_68625.html.

[3] 香橙会.燃料电池汽车等305款公告车型分析[EB/OL].（2021-01-04）[2022-03-10].https：//www.ofweek.com/hydrogen/2021-01/.

[4] 大河网.快讯！中国首台5G+氢燃料电动拖拉机发布[EB/OL].（2021-06-16）[2022-03-11].https：//news.dahe.cn/2020/06-16/667377.html.

[5] 河南省人民政府.关于印发河南省新能源及网联汽车发展三年行动计划（2018—2020年）的通知[EB/OL].（2018-11-28）[2022-03-11].http：//www.henan.gov.cn/2018/11-28/724033.html.

[6] 工信部.五部门发布《关于啟动新一批燃料电池汽车示范应用工作的通知》[EB/OL]. （2022-01-11）[2022-03-12].http：//www.mei.net.cn/qcgy/202201/1641882956.html.294FC53E-C618-4B3C-9018-E7D2C95232C9