國內外氫能與燃料電池發(fā)展現狀及展望
更新時(shí)間: 點(diǎn)擊:22991 所屬欄目:技術(shù)熱點(diǎn) Update Time: Hits:22991 Belong Column:1 氫能與燃料電池的戰略意義
由于能源需求的日益增長(cháng), 化石燃料的消耗與CO2排放總量快速上升,“清潔、低碳、安全、高效”的能源變革已是大勢所趨??稍偕茉矗ㄈ缣?yáng)能、風(fēng)能、水電等)作為替代能源大規模使用卻受限于其固有的間歇性、波動(dòng)性與隨機性;而氫是一種潔凈的二次能源載體,能方便地轉換成電和熱,轉化效率較高,有多種來(lái)源途徑。采用可再生能源實(shí)現大規模制氫,通過(guò)氫氣的橋接作用,既可為燃料電池提供氫源,也可綠色轉化為液體燃料,從而有可能實(shí)現由化石能源順利過(guò)渡到可再生能源的可持續循環(huán),催生可持續發(fā)展的氫能經(jīng)濟。氫能作為連接可再生能源與傳統化石能源的橋梁,可以為實(shí)現“氫經(jīng)濟”與現在或“后化石能源時(shí)代”能源系統起到橋接作用。因此,氫能作為潔凈能源利用是未來(lái)能源變革的重要組成部分。
氫燃料電池具有燃料能量轉化率高、噪音低以及零排放等優(yōu)點(diǎn),可廣泛應用于汽車(chē)、飛機、列車(chē)等交通工具以及固定電站等方面。從燃料電池在載人航天、水下潛艇、分布式電站獲得應用以來(lái),燃料電池一直受到各國政府和企業(yè)的關(guān)注,其研發(fā)、示范和商業(yè)化應用的資金投入不斷增加。在未來(lái)煤電占比相對較低的情況下,由于風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源技術(shù)規模的增大,整個(gè)上游的電源結構會(huì )越來(lái)越清潔。在這種結構下,新能源汽車(chē)特別是純電動(dòng)汽車(chē)、基于電解水制氫的燃料電池汽車(chē),排放強度會(huì )明顯下降。而燃料電池汽車(chē)不同于純電動(dòng)汽車(chē)的是,它實(shí)現了上游發(fā)電和終端用電在時(shí)間上的“分離”,進(jìn)而使得氫能相比于波動(dòng)性較大的風(fēng)能和太陽(yáng)能(純電動(dòng)車(chē)技術(shù)路線(xiàn))的互補能力更強。因此,發(fā)展氫能和氫燃料電池具有巨大的能源戰略意義。
2 國外氫能與燃料電池發(fā)展現狀及分析
全球范圍來(lái)看,世界主要發(fā)達國家從資源、環(huán)保等角度出發(fā),都十分看重氫能的發(fā)展,目前氫能和燃料電池已在一些細分領(lǐng)域初步實(shí)現了商業(yè)化。2017年全球燃料電池的裝機量達到670兆瓦,移動(dòng)類(lèi)裝機量455.7兆瓦,固定式裝機量213.5兆瓦。截至2017年12月,全球燃料電池乘用車(chē)銷(xiāo)售累計接近6 000輛。豐田Mirai共計銷(xiāo)售5 300輛,其中美國2 900輛,日本2 100輛,歐洲200輛,占全球燃料電池乘用車(chē)總銷(xiāo)量的九成以上。截至2017年年底,全球共有328座加氫站,歐洲擁有139座正在運行的加氫站,亞洲擁有118座,北美擁有68座。目前氫燃料電池及氫燃料電池汽車(chē)的研發(fā)與商業(yè)化應用在日本、美國、歐洲迅速發(fā)展,在制氫、儲氫、加氫等環(huán)節持續創(chuàng )新。
2.1 美國氫能與燃料電池發(fā)展現狀
美國氫能的生產(chǎn)和儲運有Air Products、Praxair等世界先進(jìn)的氣體公司,并且有技術(shù)領(lǐng)先的質(zhì)子膜純水電解制氫公司,同時(shí)還掌握著(zhù)液氫儲氣罐、儲氫罐等核心技術(shù)。液氫方面,美國在液氫生產(chǎn)規模、液氫產(chǎn)量、價(jià)格方面都具有絕對優(yōu)勢。美國燃料電池乘用車(chē)和叉車(chē)保有量領(lǐng)先全球:豐田Mirai在美國銷(xiāo)售了超過(guò)2 900輛燃料電池汽車(chē)。美國擁有世界最大的燃料電池叉車(chē)企業(yè)Plug Power,目前已有超過(guò)2萬(wàn)輛燃料電池叉車(chē),進(jìn)行了超過(guò)600萬(wàn)次加氫操作。加氫站建設方面,目前北美分布的68座加氫站僅1座位于加拿大,其余全部分布在美國,其加州地區集中度最高。美國燃料電池汽車(chē)液氫使用量非常高,全年液氫市場(chǎng)需求量的14%都被用于燃料電池車(chē).
2.2 日本氫能與燃料電池發(fā)展現狀
日本由于資源短缺,政府對氫能和燃料電池的推廣力度在世界范圍內都是最大的。目前,日本在家庭用燃料電池熱電聯(lián)供固定電站和燃料電池汽車(chē)商業(yè)化運作方面都是最成功的。早在2014年4月制定的“第四次能源基本計劃”,日本政府就明確提出了加速建設和發(fā)展“氫能社會(huì )”的戰略方向。所謂“氫能社會(huì )”是指將氫能廣泛應用于社會(huì )日常生活和經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)活動(dòng)之中,與電力、熱力共同構成二次能源的三大支柱。據此,2014年6月,日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省制定了“氫能與燃料電池戰略路線(xiàn)圖”,提出了實(shí)現“氫能社會(huì )”目標分三步走的發(fā)展路線(xiàn)圖:到2025年要加速推廣和普及氫能利用的市場(chǎng);到2030年要建立大規模氫能供給體系并實(shí)現氫燃料發(fā)電;到2040年要完成零碳氫燃料供給體系建設。截至2018年1月,日本燃料電池乘用車(chē)保有量約2 000臺,燃料電池大巴預計2020年增加到100臺。從目前的燃料電池汽車(chē)價(jià)格、保有量和加注站數量來(lái)看,日本尚處于燃料電池汽車(chē)社會(huì )的搖籃期,預計2050年將是日本燃油汽車(chē)全面向燃料電池汽車(chē)過(guò)渡之年。
2.3 歐洲氫能與燃料電池發(fā)展現狀
近期,歐洲燃料電池和氫能事業(yè)聯(lián)合組織(FCHJU)發(fā)布了“歐洲氫能路線(xiàn)圖”(圖1)。該路線(xiàn)圖提出了歐洲氫能未來(lái)30年的發(fā)展規劃,并得到歐洲17家氫能公司和組織的支持。該報告認為,氫是歐洲能源轉型的重要元素,到2050年可占最終能源需求的24%并提供540萬(wàn)個(gè)工作崗位。為了實(shí)現歐洲二氧化碳減排目標,必須發(fā)展氫能。對于諸如天然氣網(wǎng)、運輸(特別是重型車(chē)輛)關(guān)鍵部分的規模脫碳、高級燃料和化學(xué)原料需要大量使用氫氣。此外,氫氣可以解決大規模整合可再生能源以及實(shí)現低成本季節性?xún)δ芎涂鐓^域有效清潔能源運輸中的技術(shù)難題。報告認為,到2050年,氫能將在各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用,并為了實(shí)現歐洲2050年氫能產(chǎn)業(yè)目標,設置了短期和中期目標。報告預測,到2050年,歐洲10%—18%建筑的供暖和供電可以由氫能提供;工業(yè)中23%的高級熱能可由氫能提供。報告指出,氫能的使用將帶來(lái)巨大的社會(huì )、經(jīng)濟和環(huán)境效益。到2030年,氫能的預計部署將為歐盟公司的燃料和相關(guān)設備創(chuàng )造約1 300億歐元的產(chǎn)業(yè);到2050年達到8 200億歐元。氫能將為歐盟工業(yè)創(chuàng )造一個(gè)本地市場(chǎng),作為在全球氫能經(jīng)濟中競爭的跳板。2030年的出口潛力估計將達到700億歐元,凈出口額將達到500億歐元。
2.4 韓國氫能與燃料電池發(fā)展現狀
韓國在氫能和燃料電池領(lǐng)域也有較強的規劃布局,但是其相關(guān)技術(shù)實(shí)力較歐、美、日略遜一籌。以現代等汽車(chē)企業(yè)為依托,韓國政府未來(lái)5年內用于氫燃料電池以及加氫站的補貼將達到20億歐元。目標是到2022年為15 000輛燃料電池汽車(chē)和1 000輛氫氣公交車(chē)提供資金。其中資助計劃包括310個(gè)新的氫氣加氣站,政府還將制定使用法規[8]。韓國政府于2019年1月發(fā)布“氫能經(jīng)濟發(fā)展路線(xiàn)圖”,旨在大力發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè),以引領(lǐng)全球氫燃料電池汽車(chē)和燃料電池市場(chǎng)發(fā)展。根據該路線(xiàn)圖,韓國政府計劃到2040年氫燃料電池汽車(chē)累計產(chǎn)量由2018年的2 000余輛增至620萬(wàn)輛,氫燃料電池汽車(chē)充電站從現有的14個(gè)增至1 200個(gè)。韓國政府表示將開(kāi)始為燃料電池出租車(chē)和卡車(chē)提供補貼,到2022年燃料電池公交車(chē)數量將增加到2 000輛,并預計在2021年開(kāi)始用燃料電池車(chē)取代燃油警車(chē)。在固定式燃料電池方面,韓國目前的發(fā)展重點(diǎn)在于大型燃料電池發(fā)電站。韓國斗山集團是推動(dòng)該項目建設的主體。2017年6月,該集團完成了韓國最大的氫能燃料電池發(fā)電站的建設,而該發(fā)電站的建設成本大約有3 600萬(wàn)美元。據報道,該發(fā)電站每年可生產(chǎn)144臺440千瓦的燃料電池系統,可以滿(mǎn)足市場(chǎng)的需求。
3 國內氫能與燃料電池發(fā)展現狀及分析
3.1 國內氫能產(chǎn)業(yè)鏈的結構分析
氫能產(chǎn)業(yè)鏈主要包括:氫的制取、儲存、運輸和應用等環(huán)節。氫既可廣泛應用于傳統領(lǐng)域,又可應用于新興的氫能車(chē)輛(包括乘用車(chē)、商用車(chē)、物流車(chē)、叉車(chē)、軌道車(chē)等)以及氫能發(fā)電(包括熱電聯(lián)供分布式發(fā)電、發(fā)電儲能、備用電源等)。為加快發(fā)展中國的氫能產(chǎn)業(yè),依據目前的資源條件和能源產(chǎn)業(yè)狀況,應在加強氫安全的基礎上,積極推行氫源多元化及氫能多元化和規?;瘧?。我國近年來(lái)每年純度99%以上氫氣的使用量約700億立方米(約600萬(wàn)噸),年產(chǎn)值1 200億元人民幣以上。目前國內發(fā)展氫能的生產(chǎn)方式,主要有煤制氫、天然氣制氫和工業(yè)副產(chǎn)氫,其中工業(yè)副產(chǎn)氫追溯其上游一次能源主要還是煤和天然氣。因此,目前國內氫能生產(chǎn)主要還是依靠化石能源,而電解水制氫僅占比2%—4%,占比較為有限。對于氫能的消費,國內大約90%或更多純度99%左右的氫氣都用于煉化產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中的加氫,以及合成氨、合成甲醇、石油煉化等化工領(lǐng)域,僅有2%—4%的氫氣作為工業(yè)氣體用于冶金、鋼鐵、電子、建材、精細化工等行業(yè)的還原氣、保護氣、反應氣等,而在燃料電池汽車(chē)領(lǐng)域氫能的利用更少??傮w看,目前我國具備一定的氫工業(yè)基礎,但是仍然還是以工業(yè)原料為主。氫作為能源消費的市場(chǎng)規模依然較小。
在氫能和燃料電池發(fā)展方面,我國也一直不落后。2016年10月,中國標準化研究院資源與環(huán)境分院和中國電器工業(yè)協(xié)會(huì )發(fā)布的《中國氫能產(chǎn)業(yè)基礎設施發(fā)展藍皮書(shū)(2016)》首次提出了我國氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展路線(xiàn)圖(表1)。對我國中長(cháng)期加氫站和燃料電池車(chē)輛發(fā)展目標進(jìn)行了規劃?!吨袊圃?025》明確提出燃料電池汽車(chē)發(fā)展規劃,更是將發(fā)展氫燃料電池提升到了戰略高度。目前不論是國內的氫能技術(shù),還是氫能產(chǎn)業(yè)基礎,雖然都具有一定的戰略規模,但是與國際最先進(jìn)水平還有一定的差距。
3.2 我國燃料電池產(chǎn)業(yè)和技術(shù)發(fā)展現狀
3.2.1 國內燃料電池產(chǎn)業(yè)化現狀及問(wèn)題
在我國中東部沿海經(jīng)濟、技術(shù)實(shí)力較強的珠三角、長(cháng)三角和北京等地區,聚集了我國燃料電池發(fā)展的主要企業(yè)。并且,近2年燃料電池投資熱度升溫,由幾年前的數家發(fā)展到現在的近千家燃料電池企業(yè)。與國外豐田、現代等燃料電池生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展路線(xiàn)不同,中國氫燃料電池汽車(chē)企業(yè)主要分布在商用車(chē)領(lǐng)域——氫燃料電池商用車(chē)已實(shí)現量產(chǎn)。氫燃料電池乘用車(chē)還處于示范運行階段,其中上汽集團對燃料電池乘用車(chē)投入力度最大,2017年發(fā)布國內第一款商業(yè)化燃料電池輕型客車(chē)——大通V80。燃料電池叉車(chē)方面,我國已有東莞氫宇等企業(yè)布局,隨著(zhù)氫能市場(chǎng)不斷成熟,我國叉車(chē)市場(chǎng)會(huì )是燃料電池另一個(gè)巨大的應用場(chǎng)景。
加氫站方面,目前我國已形成了一批從加氫站設計到運營(yíng)的企業(yè),這些企業(yè)主要集中在北上廣地區。目前我國制氫、儲氫、加氫等環(huán)節的關(guān)鍵核心設備,還不能全部“國產(chǎn)化”,成本難降。我國建成可運行加氫站12個(gè),在建19個(gè),典型代表北京永豐加氫站和上海安亭加氫站均從國外引進(jìn)核心設備和技術(shù)咨詢(xún)服務(wù)。我國示范性加氫站及燃料電池客車(chē)車(chē)載供氫系統尚處于35兆帕壓力技術(shù)水平。為與客車(chē)配套,現有加氫站采用45兆帕隔膜式壓縮機、45兆帕儲氫罐和35兆帕氫氣加注機等設備,壓力標準提升還有待未來(lái)70兆帕燃料電池汽車(chē)普及。
3.2.2 國內燃料電池技術(shù)現狀及問(wèn)題
在系統方面,國內燃料電池開(kāi)發(fā)以車(chē)用質(zhì)子交換膜燃料電池為主,已經(jīng)具有系統自主開(kāi)發(fā)能力且生產(chǎn)能力較強。以新源動(dòng)力、億華通、氟爾賽、重塑科技和國鴻重塑為代表的企業(yè),具備年產(chǎn)萬(wàn)臺燃料電池系統的批量生產(chǎn)能力。然而在燃料電池系統關(guān)鍵零部件方面,中國與國際先進(jìn)水平差距較大,基本沒(méi)有成熟產(chǎn)品。在電堆方面,國內燃料電池電堆正在逐漸起步,
電堆及產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)數量逐漸增長(cháng),產(chǎn)能量級提升,到2018年國內電堆產(chǎn)能超過(guò)40萬(wàn)千瓦。目前,國內電堆廠(chǎng)商主要有兩類(lèi):① 自主研發(fā),以新源動(dòng)力、神力科技和明天氫能為代表;② 引進(jìn)國外成熟電堆技術(shù),以廣東國鴻為代表,其余企業(yè)有濰柴動(dòng)力、南通百應等。
在雙極板方面,由于機加工石墨板成本高,復合材料雙極板近年來(lái)開(kāi)始走向應用,如石墨/樹(shù)脂復合材料、膨脹石墨/樹(shù)脂復合材料、不銹鋼/石墨復合材料等。國內新源動(dòng)力開(kāi)發(fā)的不銹鋼/石墨復合雙極板電堆已經(jīng)應用于上汽大通V80輕型客車(chē)上。廣東國鴻引進(jìn)加拿大Ballard公司膨脹石墨/樹(shù)脂復合雙極板生產(chǎn)技術(shù),生產(chǎn)電堆已經(jīng)裝備數百輛燃料電池車(chē)。乘用車(chē)燃料電池具有高能量密度需求,金屬雙極板相較于石墨及復合雙極板具有明顯優(yōu)勢。金屬雙極板的設計及加工技術(shù)主要掌握在國外企業(yè),國內企業(yè)尚處于小規模開(kāi)發(fā)階段,但是明天氫能科技公司正在建設年產(chǎn)萬(wàn)臺級自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)。
在膜電極方面,以新源動(dòng)力、武漢理工新能源為代表,初步具備了不同程度的生產(chǎn)線(xiàn),年產(chǎn)能在數千平方米到萬(wàn)平方米,但還需要開(kāi)發(fā)以狹縫涂布為代表的大批量生產(chǎn)技術(shù)。市場(chǎng)上主要生產(chǎn)全氟磺酸膜的企業(yè)主要來(lái)自于美國、日本、加拿大及中國。我國已具備質(zhì)子交換膜國產(chǎn)化能力,山東東岳集團質(zhì)子交換膜性能出色,具備規?;a(chǎn)能力。目前,東岳DF260膜厚度可做到15μm,在OCV情況下耐久性大于600小時(shí)。
在催化劑方面,海外企業(yè)領(lǐng)先,國內正起步。國內尚處于研究階段的單位有兩類(lèi):① 國內企業(yè),如貴研鉑業(yè)。貴研鉑業(yè)主營(yíng)汽車(chē)尾氣鉑催化劑,和上汽共同研發(fā)燃料電池催化劑。② 研究機構,如中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所、上海交通大學(xué)、清華大學(xué)等。例如,中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所制備的Pt3Pd/C合金催化劑,已應用于新源動(dòng)力生產(chǎn)的燃料電池發(fā)機。
在碳紙產(chǎn)品方面,主要由日本Toray公司等幾個(gè)國際大生產(chǎn)商壟斷,國內碳紙產(chǎn)品尚處于研發(fā)及小規模生產(chǎn)階段。
在系統部件方面,氫氣循環(huán)泵主要依賴(lài)進(jìn)口,空壓機還沒(méi)有能夠大批量生產(chǎn),缺少低功耗高速無(wú)油空壓機產(chǎn)品。
總而言之,我國在整車(chē)、系統和電堆方面均已有所布局,但零部件方面的相關(guān)企業(yè)仍較少,特別是最基本的關(guān)鍵材料和部件,如質(zhì)子交換膜、碳紙、催化劑、空壓機、氫氣循環(huán)泵等;國內雖有相關(guān)企業(yè)開(kāi)始介入,但與國際先進(jìn)產(chǎn)品相比,可靠性和耐久性仍存在較大差距,大部分關(guān)鍵零部件及關(guān)鍵材料仍依賴(lài)進(jìn)口。
4國內氫能燃料電池存在的問(wèn)題及對策
4.1 關(guān)鍵材料與核心部件缺少批量生產(chǎn)技術(shù)
近年來(lái),我國氫能燃料電池技術(shù)整體上取得了長(cháng)足的發(fā)展,但關(guān)鍵材料、核心部件的批量生產(chǎn)技術(shù)尚未形成,催化劑、隔膜、碳紙、空壓機、氫氣循環(huán)泵等仍主要依靠進(jìn)口,這嚴重制約了我國氫能燃料電池產(chǎn)業(yè)的自主可控發(fā)展。應當看到,我國在高活性催化劑、高強度高質(zhì)子電導率復合膜、碳紙、低鉑電極、高功率密度雙極板等方面的技術(shù)水平目前已經(jīng)達到甚至超過(guò)了國外的商業(yè)化產(chǎn)品,但多停留于實(shí)驗室和樣品階段,還沒(méi)有形成大批量生產(chǎn)技術(shù)。因此,亟待加強上述關(guān)鍵材料核心部件的技術(shù)轉化,加快形成具有完全自主知識產(chǎn)權的批量制備技術(shù)和建立產(chǎn)品生產(chǎn)線(xiàn),全面實(shí)現關(guān)鍵材料核心部件的國產(chǎn)化與批量生產(chǎn)。同時(shí),進(jìn)一步提高電堆比功率,降低電堆鉑用量,才能大幅降低燃料電池產(chǎn)品的成本。
4.2 電堆和系統可靠性與耐久性有待提高
目前,我國燃料電池堆和系統可靠性與耐久性等與國際先進(jìn)水平仍存在差距,在全工況下的可靠性與耐久性有待提高。燃料電池系統可靠性與壽命不完全由電堆決定,還依賴(lài)于系統配套,包括燃料供給、氧化劑供給、水熱管理和電控等。因此,需加強燃料電池系統整體的過(guò)程機理及控制策略研究。這方面我國已取得一定的成果,如中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所采用“電-電”混合的基礎上,還采用限電位控制、膜電極在線(xiàn)水監測、氫側循環(huán)等控制策略和技術(shù)方法,有效提升了燃料電池系統的壽命和耐久性。因此,應在已有基礎上,進(jìn)一步加強車(chē)載工況、低溫、雜質(zhì)等實(shí)際運行環(huán)境下的衰減機理與環(huán)境適應性研究,大幅提升燃料電池產(chǎn)品的可靠性與耐久性。
4.3 加氫站建設成本高、加氫費用高
目前,加氫站建設成本高,氫氣運輸成本較高,造成加氫費用高,同時(shí)加氫站等基礎設施不完善,直接制約了氫燃料電池汽車(chē)的發(fā)展、商業(yè)化示范運行和大規模應用。加快加氫站建設,建立其建設審批程序和運營(yíng)監管標準成為當務(wù)之急。通過(guò)加強加氫站關(guān)鍵材料、核心部件及技術(shù)國產(chǎn)化,進(jìn)一步降低加氫站建設成本。通過(guò)發(fā)展氫儲運技術(shù),如液氫儲運、氫的管道運輸以及新型儲氫材料如有機液體儲氫等,降低氫氣儲運成本。在此基礎上,通過(guò)選擇有廉價(jià)氫源的地區先行開(kāi)展氫燃料電池汽車(chē)的商業(yè)化運營(yíng),將有效地促進(jìn)加氫站技術(shù)的提升和逐步降低氫氣使用成本,進(jìn)而通過(guò)技術(shù)提升、市場(chǎng)輻射,帶動(dòng)我國氫能燃料電池產(chǎn)業(yè)的整體技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。此外,對于暫時(shí)無(wú)加氫站或邊遠地區不宜建加氫站的情況,車(chē)載甲醇制氫的燃料電池車(chē)具有一定優(yōu)勢,可以進(jìn)行示范。同時(shí),也應布點(diǎn)發(fā)展汽柴油車(chē)載制氫技術(shù),為發(fā)展特種應用的燃料電池車(chē)奠定基礎。
4.4 技術(shù)標準、檢測體系不健全、不完善
目前氫能燃料電池方面的標準遠不能滿(mǎn)足產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的需求,表現在支撐行業(yè)發(fā)展的氫制備、儲運、加注及實(shí)際工況下氫燃料電池從部件到系統的評價(jià)檢測體系等仍不健全,使得產(chǎn)業(yè)全鏈條下的產(chǎn)品推廣受到嚴重的制約和限制。亟待完善氫能燃料電池技術(shù)標準體系,建立完整的材料、部件、系統的有效檢測體系,為氫能燃料電池的技術(shù)發(fā)展、產(chǎn)品應用提供基礎保障。
5 我國氫能與燃料電池發(fā)展展望
5.1 國內氫能與燃料電池發(fā)展趨勢
(1)商用車(chē)帶動(dòng)加氫站建設,降低氫氣與燃料電池成本。我國燃料電池汽車(chē)發(fā)展路徑明確:通過(guò)商用車(chē)發(fā)展,規?;档腿剂想姵睾蜌錃獬杀?,同時(shí)帶動(dòng)加氫站配套設施建設,后續拓展到乘用車(chē)領(lǐng)域。優(yōu)先發(fā)展商用車(chē)的原因在于:一方面,公共交通平均成本低,而且能夠起到良好社會(huì )推廣效果,待形成規模后帶動(dòng)燃料電池成本和氫氣成本下降;另一方面,商用車(chē)行駛在固定線(xiàn)路上且車(chē)輛集中,建設配套加氫站比較容易。當加氫站數量增加、氫氣和燃料電池成本降低時(shí),又會(huì )支撐更多燃料電池汽車(chē)。
(2)發(fā)展氫燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)集群,促進(jìn)全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。燃料電池關(guān)鍵零部件、電堆、系統、制氫儲氫、檢測及整車(chē)開(kāi)發(fā)企業(yè),以“產(chǎn)業(yè)集群”的形式,目前已在上海、廣州、江蘇等地快速發(fā)展。通過(guò)氫燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)集群,可以促進(jìn)氫能燃料電池全產(chǎn)業(yè)鏈的快速發(fā)展,有效降低成本。
5.2 保障措施與政策需求建議
(1)加強頂層設計,全面規劃氫能燃料電池發(fā)展途徑。包括圍繞產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點(diǎn)、產(chǎn)業(yè)布局優(yōu)化、加氫站總體布局、政策措施制定等,從國家層面研究制定氫能燃料電池總體規劃和發(fā)展路線(xiàn)圖,從而引導我國氫能燃料電池技術(shù)創(chuàng )新和產(chǎn)業(yè)的快速與健康發(fā)展。
(2)加強研發(fā)投入,確保核心技術(shù)自主可控。聚焦氫能燃料電池全產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵核心技術(shù),通過(guò)設立氫能燃料電池專(zhuān)項等促進(jìn)從基礎研究、關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、應用示范到產(chǎn)業(yè)化轉化的創(chuàng )新能力提升,保障我國氫能燃料電池核心技術(shù)全面、自主的持續發(fā)展。
(3)統籌產(chǎn)業(yè)布局,引導產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)調發(fā)展。瞄準氫能燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈缺失環(huán)節和關(guān)鍵環(huán)節,鼓勵有產(chǎn)業(yè)基礎的重點(diǎn)地區建設氫能燃料電池產(chǎn)業(yè)園區,加快產(chǎn)業(yè)集群建設。在氫能基礎設施方面,可通過(guò)加大加氫站的國家和地方補貼力度、鼓勵國有和社會(huì )資本共同參與建設、支持加油(氣)站與加氫站合建等措施加速加氫站的建設。在此基礎上,通過(guò)重點(diǎn)地區的商業(yè)化示范運營(yíng),帶動(dòng)全產(chǎn)業(yè)鏈的成熟和完善,從而促進(jìn)我國氫能燃料電池產(chǎn)業(yè)的全面均衡發(fā)展。
(4)加強標準制定,支撐技術(shù)進(jìn)步與產(chǎn)業(yè)發(fā)展。建設若干氫能燃料電池國家技術(shù)標準創(chuàng )新基地,完善氫能燃料電池全產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)和檢測標準。例如,目前相關(guān)法規標準仍將氫氣按照危險化學(xué)品管理,導致加氫站的審批、建設、運營(yíng)受到制約。如果明確車(chē)用氫氣的能源性質(zhì),細化車(chē)用氫氣的制備、儲運、加注相關(guān)技術(shù)標準,將對加速氫能基礎設施建設起到極為重要的保障作用。