近日，北京低碳清潔能源研究院已經(jīng)研發(fā)出一套快速、安全、可靠的氫能加注技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)如“加油”般給燃料電池汽車補(bǔ)充氫燃料。未來(lái)我國(guó)氫能燃料電池汽車將加速發(fā)展，即將到來(lái)的北京冬奧會(huì)，氫能燃料電池汽車將全面應(yīng)用。

按照目前國(guó)外的實(shí)際應(yīng)用，一輛擁有120升氫能儲(chǔ)氣罐的家用燃料電池汽車，等速續(xù)航里程可以超過(guò)600公里，實(shí)際工況續(xù)航里程也可以突破450公里。補(bǔ)充燃料方面，氫能汽車更是優(yōu)勢(shì)明顯，匹配了他們xin研發(fā)的氫能加注技術(shù)，大型物流車快5分鐘就能加滿，大巴車也只需不到10分鐘。至于家用小汽車，加氫時(shí)間更是有望縮短至3分鐘以內(nèi)，跟燃油車加油的時(shí)間差不多。

一、氫燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈

1、氫燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈

從產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)來(lái)看，氫燃料電池上游包括氫能、電池組件，其中電池組件包括空壓機(jī)、電堆、加濕器，而電堆又分為雙極板、電解質(zhì)膜、催化劑、氣體擴(kuò)散層；中游集成主要是燃料電池系統(tǒng)；下游應(yīng)用主要包括交通運(yùn)輸、固定發(fā)電、便攜式、特殊領(lǐng)域，固定發(fā)電分為電站、家用，特殊領(lǐng)域包括軍事、航天等領(lǐng)域。其中在交通運(yùn)輸領(lǐng)域氫能源電池汽車是目前政策支持亟待開發(fā)、應(yīng)用的領(lǐng)域。參見(jiàn)圖1。

 圖1：氫燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈 

資料來(lái)源：公開資料

電堆是燃料電池的電能來(lái)源，也是燃料電池中為關(guān)鍵的部分，成本占比高達(dá)62%。電堆是由多個(gè)單電池以串聯(lián)方式層疊組合構(gòu)成。將雙極板與膜電極交替疊合，各單體之間嵌入密封件，經(jīng)前、后短板壓緊后用螺旋桿緊固栓牢即構(gòu)成燃料電池電堆。

從產(chǎn)業(yè)鏈角度來(lái)看，燃料電池電堆產(chǎn)業(yè)鏈上游為原材料層，主要為硅膠，不銹鋼、鈦合金等金屬雙極板原材料，石墨，鎳、鉻、鈦等涂層金屬，全氟化聚合物，鉑、金等催化劑貴金屬；中游為設(shè)備制造，主要包括石墨/金屬雙極板、密封圈、端板、集流板、膜電極等；下游為電堆終生成燃料電池，參見(jiàn)圖2。

圖2：燃料電池電堆產(chǎn)業(yè)鏈  

資料來(lái)源：公開資料，天下財(cái)經(jīng)

2、氫燃料電池優(yōu)勢(shì)

從能量密度來(lái)看，氫能的能量密度占據(jù)優(yōu)勢(shì)，其以氫氣為原料，基礎(chǔ)能量密度是汽油的3倍，電動(dòng)機(jī)的做功效率還是內(nèi)燃機(jī)的2倍，實(shí)際密度是汽油的6倍，優(yōu)勢(shì)明顯。而且從人類過(guò)去百年的能源進(jìn)化史看，其本質(zhì)上就是碳?xì)浔鹊恼{(diào)整史，氫含量越高，能量密度越高。參見(jiàn)表1。

表1：各種燃料能量密度對(duì)比 

節(jié)能環(huán)保方面，燃料電池全產(chǎn)業(yè)鏈的污染低，在車用方面可以做為jia綠色車用能源。

二、氫燃料電池產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

1、產(chǎn)業(yè)政策

12日下午，在中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)（2019）論壇上，中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)主席萬(wàn)鋼發(fā)言：“發(fā)達(dá)國(guó)家把氫作為能源管理，創(chuàng)制了科學(xué)安全的氫加注站建設(shè)和車載氫罐技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及監(jiān)測(cè)體系，有力推動(dòng)了燃料電池汽車商業(yè)化。

2017年，上海市在國(guó)內(nèi)發(fā)布了《上海市燃料電池汽車發(fā)展規(guī)劃》，明確提出：2020年建設(shè)加氫站 5～10 座，示范運(yùn)行規(guī)模達(dá)到3,000輛；2025 年建成加氫站50座，乘用車推廣不少于 2萬(wàn)輛、其它特種車輛推廣不少于 1 萬(wàn)輛。

2016年12月19日國(guó)務(wù)院印發(fā)《“十三五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》,專門指出要系統(tǒng)推進(jìn)燃料電池汽車研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化。目標(biāo)是2020年實(shí)現(xiàn)燃料電池汽車批量生產(chǎn)和規(guī)模化示范應(yīng)用,政策為氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化提供保障。

2016年12月《2016-2020年新能源汽車推廣應(yīng)用財(cái)政支持政策》指出純電動(dòng)補(bǔ)貼逐步退坡，但燃料電池汽車補(bǔ)貼在2020年前保持不變,且每輛燃料電池車高可獲50萬(wàn)元國(guó)家補(bǔ)貼。

2、氫燃料電池產(chǎn)業(yè)

氫燃料電池產(chǎn)業(yè)是電池產(chǎn)業(yè)中具有戰(zhàn)略性、前瞻性的一項(xiàng)綠色儲(chǔ)能技術(shù)，代表著未來(lái)新能源的發(fā)展方向。從2001年開始我國(guó)氫燃料電池企業(yè)開始大幅增加，截止目前氫燃料電池相關(guān)行業(yè)進(jìn)入了一個(gè)比較快的增長(zhǎng)期。參見(jiàn)圖3

圖3：氫燃料電池相關(guān)企業(yè)數(shù)量（個(gè)）  

產(chǎn)業(yè)集聚產(chǎn)業(yè)鏈趨于完善

近年來(lái)國(guó)內(nèi)氫燃料電池產(chǎn)業(yè)獲得了快速發(fā)展，形成了京津冀、華南、華東、華中四個(gè)氫燃料電池產(chǎn)業(yè)群，并形成各自的產(chǎn)業(yè)配套及相應(yīng)的商業(yè)應(yīng)用模式在四大產(chǎn)業(yè)集群的帶動(dòng)下，推動(dòng)我國(guó)氫燃料電池產(chǎn)業(yè)的進(jìn)程。同時(shí)相關(guān)的企業(yè)也快速布局氫燃料電池產(chǎn)業(yè)，制氫、儲(chǔ)運(yùn)、加氫、氫燃料電池及應(yīng)用相關(guān)企業(yè)聚集并不斷加快發(fā)展，但國(guó)內(nèi)電池產(chǎn)業(yè)鏈仍不完整，有待進(jìn)一步完善。參見(jiàn)表2

表2：氫燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)分布 

三、世界氫燃料電池發(fā)展概況

目前美、日、歐、韓等國(guó)家都在發(fā)展氫燃料汽車產(chǎn)業(yè)，而美國(guó)加利福尼亞被認(rèn)為是氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展hao的區(qū)域之一。

美國(guó)加州因?yàn)闅淠茉垂颈姸喽蔀闅淙剂掀嚨奶焯?，這些公司與豐田、本田等汽車公司合作建加氫站，目前加氫站已覆蓋加州全境。同時(shí)作為美國(guó)主要汽車公司組成的合作開發(fā)前沿技術(shù)的機(jī)構(gòu)——美國(guó)汽車研究理事會(huì)在2006年啟動(dòng)了國(guó)家燃料電池公共汽車計(jì)劃，加之加州地區(qū)便利的加氫網(wǎng)絡(luò)，氫燃料電池汽車在當(dāng)?shù)厥褂闷毡?。美?guó)通用汽車2016年推出了為軍fang打造的雪佛蘭氫燃料電池越野車。

歐洲2008年通過(guò)的《氫能源和燃料電池技術(shù)發(fā)展計(jì)劃》指出要在做好前期研究、開發(fā)和示范運(yùn)行工作的前提下，到2020年實(shí)現(xiàn)車用燃料電池大規(guī)模商業(yè)運(yùn)行。到2025年氫將成為主要的交通燃料。2020年寶馬計(jì)劃量產(chǎn)I系列氫燃料電池汽車。

日本燃料電池研究起步較早，現(xiàn)在也擁有世界領(lǐng)xian水平的氫能利用技術(shù)。

日本氫燃料電池汽車的發(fā)展依靠政府引導(dǎo)，2002~2005年為完善基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)驗(yàn)證階段；2005~2010年為開始試用階段；2010~2020年為普及階段，計(jì)劃普及燃料電池汽車500萬(wàn)輛，開始擴(kuò)大市場(chǎng)規(guī)模；2020~2030年為真正普及階段，以民間為中心自發(fā)擴(kuò)大普及率，計(jì)劃至2030年，氫燃料電池汽車達(dá)到1500萬(wàn)輛，在日本全國(guó)汽車*1/5。豐田從1992年開始燃料電池研究，于2014年12月推出燃料電池汽車。本田與80年代后期開始推進(jìn)燃料電池汽車研發(fā)，于2015年3月推出燃料電池汽車。

韓國(guó)也是氫燃料研究不可忽視的力量，2012~2015年，韓國(guó)推出了第3代燃料電池SUV和客車，開始示范。韓國(guó)政府計(jì)劃2020年建成加氫站80座，2030年達(dá)到520座，2050年1,500座。同時(shí)韓國(guó)政府出臺(tái)多項(xiàng)鼓勵(lì)政策：為培養(yǎng)民眾購(gòu)車yu望，今年將以先購(gòu)先得的方式為300名購(gòu)買氫燃料汽車者提供補(bǔ)貼。韓國(guó)政府還承諾給出高達(dá)汽車總價(jià)約一半的購(gòu)車補(bǔ)貼。目前韓國(guó)建起了世界zui大和亞洲首ge燃料電池制造工廠——浦項(xiàng)燃料電池樞紐，年生產(chǎn)能力達(dá)50兆瓦，由韓國(guó)大的獨(dú)立電力生產(chǎn)商POSCO能源建造。韓國(guó)現(xiàn)代公司推出的NEXO氫能燃料電池車是范圍內(nèi)續(xù)航里程長(zhǎng)的氫燃料汽車，一次充電可行駛609公里。

 四、我國(guó)氫燃料電池未來(lái)展望

1、氫燃料電池短板

中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)副秘書長(zhǎng)許艷華說(shuō)：“燃料電池汽車或者動(dòng)力是我們未來(lái)車從化石燃料為主走向電動(dòng)化路徑當(dāng)中非常重要的途徑。”但制造成本高、市場(chǎng)欠缺、資金投入大等仍是氫燃料電池發(fā)展的短板，這也制約了氫燃料電池汽車的發(fā)展。

從資金和成本方面來(lái)看，發(fā)展燃料電池產(chǎn)業(yè)，耗費(fèi)巨大，需要有不斷且大量的資金投入。像膜增濕器、氫氣循環(huán)泵等關(guān)鍵零部件國(guó)內(nèi)幾乎沒(méi)有，無(wú)疑加大了

正裝車的成本，就儲(chǔ)氫瓶來(lái)說(shuō)，量沒(méi)有上去的時(shí)候，單個(gè)價(jià)格在5萬(wàn)元左右。當(dāng)做到500輛的時(shí)候，價(jià)格就降到了2萬(wàn)元。

從市場(chǎng)方面來(lái)看，沒(méi)有形成市場(chǎng)大規(guī)模需求驅(qū)動(dòng)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，另外國(guó)內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的不完善也是價(jià)格居高不下的重要原因之一。以上海已經(jīng)投入營(yíng)運(yùn)的500輛7.5噸載重氫燃料電池物流車為例，補(bǔ)貼前售價(jià)高達(dá)148萬(wàn)元，補(bǔ)貼后仍要近40萬(wàn)，而同等規(guī)格的柴油車只要十幾萬(wàn)。

2、氫燃料電池未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)格局

據(jù)能源署（IEA）預(yù)測(cè)，到2025年，氫燃料電池車將占車輛的17.5％。氫燃料電池就像2005年的光伏、2010年的鋰電池，未來(lái)有非常大的想象空間。根據(jù)國(guó)家對(duì)于氫燃料電池汽車的規(guī)劃，2020年電動(dòng)汽車的補(bǔ)貼退出后，氫燃料電池汽車的補(bǔ)貼至少還將維持3～5年。參見(jiàn)圖4。

圖4：中國(guó)未來(lái)氫燃料電池汽車規(guī)模預(yù)計(jì)（單位：輛） 

面對(duì)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的現(xiàn)時(shí)及國(guó)家政策支持，國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)也紛紛布局氫燃料電池相關(guān)產(chǎn)業(yè)的研究。