氫燃料電池指的是氫通過與氧的化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生電能的裝置(單純依靠燃燒氫來驅(qū)動的“氫內(nèi)燃機”，也曾出現(xiàn)過，比如寶馬的氫能7系)。氫燃料電池車的驅(qū)動力來自于車上的電動機就像純電動車樣，因此氫燃料電池車可以理解為一輛“自帶氫燃料發(fā)電機的電動車”。

今年5月，日本11家企業(yè)簽署諒解備忘錄，計劃在日本共建加氫站，推進日本政府此前發(fā)布的《氫能與燃料電池戰(zhàn)略路線圖》。英國政府則在4月份宣布將投入2300萬英鎊來完善氫燃料電池汽車的基礎(chǔ)設(shè)施。

6月25日，科技部部長萬鋼在吉林長春發(fā)表演講，更是幫助氫燃料電池汽車在國內(nèi)“圈粉”無數(shù)。他表示，氫具有來源廣泛、大規(guī)模穩(wěn)定儲存、持續(xù)供應(yīng)、遠距離運輸、快速補充等特點，“在未來車用能源中，氫燃料與電力將并存互補，共同支撐新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展”。

新能源汽車市場，三分天下必有其一

“將來氫燃料電池汽車在新能源汽車的三分天下市場中，必占其一!”談起它，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員、全國燃料電池與液流電池標(biāo)準(zhǔn)委員會主任委員衣寶廉院士難掩激動。

雖然在老百姓心中，氫燃料電池汽車依然不顯山不露水，可是在很多專家眼里，其將在未來的新能源汽車市場扮演舉足輕重的角色。

這得先從氫燃料電池的原理說起。氫燃料電池其實是一種發(fā)電裝置，它的燃料就是氫氣。氫氣從燃料電池的陽極進入，氧氣從陰極進入，在催化劑的作用下，氫氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成電流并生成水。

“可以實現(xiàn)零排放，特環(huán)保。”衣寶廉說，跟普通汽車相比，以氫燃料電池為發(fā)動機的汽車擁有顯而易見的優(yōu)勢。就算跟電動汽車相比，氫燃料電池汽車也可圈可點。

衣寶廉介紹，一般電動車受電池儲存能量限制，充一次電續(xù)駛里程在200公里左右，充電時間也動輒幾個小時，用戶存在“充電焦慮”。“而加氫和加油一樣，只需要幾分鐘，而且加一次氫續(xù)駛里程可達500—700公里。”

正因如此，在我國確立的新能源汽車“三縱三橫”發(fā)展布局中，燃料電池車一直與混合動力電動汽車和純電動汽車并列為“三縱”——盡管與另外“二縱”相比，燃料電池車的發(fā)展態(tài)勢一直有點低調(diào)。

令人鼓舞的是，《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》對氫燃料電池汽車再次寄予厚望，提出到2020年要實現(xiàn)燃料電池車批量生產(chǎn)和規(guī)?；痉稇?yīng)用。在補貼政策方面，2016—2020年其他“二縱”的補貼額度會大幅退坡，但燃料電池車的補貼額度不但不減，有的車型還有所增加。

產(chǎn)業(yè)化元年已至，水平與國外還有差距

“現(xiàn)在國內(nèi)越來越多的企業(yè)開始關(guān)注燃料電池，這是以前沒有的局面。”上海神力科技有限公司總經(jīng)理胡里清多年前就瞄準(zhǔn)了氫燃料電池產(chǎn)業(yè)，而最近兩年的產(chǎn)業(yè)動態(tài)尤其讓他感到高興。

2014年，日本豐田宣布其氫燃料電池汽車進入市場，售價僅比鋰電池車稍貴。衣寶廉告訴科技日報記者，在國內(nèi)，佛山、如皋、鄭州、上海、北京等地已開始氫燃料電池大巴車的示范運行。

“如果說2015年是世界燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化元年的話，2017年可視為我國燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化元年。”衣寶廉說。他透露，國內(nèi)大的汽車企業(yè)如上汽、一汽和二汽均已開始計劃、設(shè)計或生產(chǎn)百輛級的燃料電池專用車投放市場。另外，北京冬奧會也將進行燃料電池大巴車的示范運行。

同時也應(yīng)看到，目前國內(nèi)氫燃料電池產(chǎn)業(yè)與國際先進水平還有一段距離。

作為產(chǎn)業(yè)界人士，胡里清的感受是目前國內(nèi)氫燃料電池的關(guān)鍵材料、相關(guān)零部件的生產(chǎn)流水線、生產(chǎn)工藝等配套稀缺。而在日本，燃料電池產(chǎn)業(yè)各個環(huán)節(jié)都有企業(yè)在做，這對于燃料電池降低成本、推進產(chǎn)業(yè)化十分有利。

“國內(nèi)氫燃料電池技術(shù)在經(jīng)過十幾年研發(fā)后，有了基本的鋪墊，但很多關(guān)鍵材料和零部件還沒有走出實驗室。”同濟大學(xué)汽車學(xué)院學(xué)術(shù)委員會主任章桐在接受科技日報記者采訪時說。

汽車安全與節(jié)能國家重點實驗室主任歐陽明高告訴記者，氫燃料電池技術(shù)中最核心、最基礎(chǔ)的技術(shù)是膜電極，其重要性相當(dāng)于電腦和手機的芯片，而國產(chǎn)膜電極在耐久性和性能上還有待提升。“目前國產(chǎn)膜電極的壽命最高能達到8000小時，國際上最好的水平是10000小時以上，這也直接決定了氫燃料電池的壽命。”

“雖然我們國家十幾年前就開始研發(fā)氫燃料電池汽車，但當(dāng)時多數(shù)整車廠持觀望態(tài)度，僅靠幾家燃料電池企業(yè)單打獨斗，產(chǎn)業(yè)化投入不夠。”胡里清分析其原因時介紹，相比之下，日本豐田公司每年都在該領(lǐng)域進行幾億美元的持續(xù)投入。

現(xiàn)在，政策利好，國內(nèi)汽車企業(yè)也開始積極參與進來，這讓胡里清更加看好氫燃料電池產(chǎn)業(yè)的前景。

完善產(chǎn)業(yè)鏈，須從能源戰(zhàn)略角度布局

“現(xiàn)在國內(nèi)氫燃料電池汽車正處于從示范、考核到產(chǎn)業(yè)化的過渡階段。”歐陽明高認(rèn)為，燃料電池技術(shù)門檻高、難度大、涉及的技術(shù)鏈條長，全方位商業(yè)化還需待以時日。但是，可以從一部分領(lǐng)域率先開展商業(yè)化突破。

歐陽明高所說的這部分領(lǐng)域，是指城市客車等商用車領(lǐng)域。這也是目前國內(nèi)氫燃料電池產(chǎn)業(yè)進展最快的部分。

之所以從這些領(lǐng)域著手，而不是像日本豐田公司那樣從家用轎車做起，主要是因為這些領(lǐng)域更容易切入。章桐解釋說，城市客車等對氫燃料電池的體積、能量密度、可靠性等要求相對家用轎車較低。“比如，籠統(tǒng)來說國內(nèi)氫燃料電池體積比豐田公司的氫燃料電池大一倍，放在客車上沒有大礙，但是放在小轎車上就顯得很笨重。”

歐陽明高對這種具有“中國特色”的產(chǎn)業(yè)化路線持樂觀態(tài)度。他告訴記者，去年豐田公司的氫燃料電池轎車賣出幾百臺，而我國的燃料電池客車已達到100輛級水平。歐陽明高相信，國內(nèi)氫燃料電池的城市客車、增程式燃料電池汽車等總量可能會在一兩年內(nèi)超過豐田，達到千輛級別。

“關(guān)鍵是企業(yè)要增加投入。”對于如何進一步培育國內(nèi)氫燃料電池產(chǎn)業(yè)的成熟度，章桐認(rèn)為，歐洲、北美、日本都是企業(yè)牽頭在做，如果企業(yè)在研發(fā)上不投入，只是寄希望于政府政策支持和科研經(jīng)費投入，是做不出事情的。

從更宏觀的視角來看，章桐建議，國家不僅要制定關(guān)于氫燃料電池汽車的政策，更要正式把氫氣作為能源結(jié)構(gòu)的重要組成部分，統(tǒng)籌規(guī)劃氫氣的制取、運輸、存儲和利用。

胡里清告訴科技日報記者，氫氣不僅比較清潔，而且來源廣泛，和電能一樣，屬于能源中的“通用貨幣”，僅把我國化肥廠、煉焦廠等排放的工業(yè)副產(chǎn)氫收集起來，就足以供幾千萬輛氫燃料電池汽車運行。“但到現(xiàn)在氫氣在國家能源結(jié)構(gòu)中依然只被視作化工原料，而不是一種燃料。”章桐說。