氢燃料汽车驶向何方
开栏的话：
战略性新兴产业已成为产业结构升级和抢占发展制高点的关键。近年来，安徽省着力培育和打造了一批战略性新兴产业，它们在创新发展中如何攻关核心技术？在高质量发展中如何发挥牵引作用？即日起本版推出一线调研，聚焦战略性新兴产业发展。
南阳的“水氢汽车”让氢燃料进入大众视野。氢燃料汽车是什么？“加水就能跑”能否成为现实？氢燃料汽车产业是虚火，还是朝阳产业？
水制氢技术还不成熟，化石能源制氢广泛应用
备受关注的氢燃料汽车到底是什么？
众所周知，氢气被认为是未来最有前途的清洁能源之一。氢燃料电池正是以氢气为能源，将氢和氧的化学反应释放的化学能转化为电能，因无需燃烧，具有高能量转换效率和零排放，成为未来新能源汽车的主要发展方向之一。
长期从事氢燃料电池研究的中国科技大学化学物理系教授路军岭表示，氢是理想的清洁能源，以氢为燃料排放物只是水，既不会影响生态环境，也不会腐蚀设备，满足生态环境的基本要求；氢的发热值是汽油的3倍，高于所有的化石燃料和生物质燃料，是最理想的替代能源。正因为优越的特性，美国、日本、德国等国很早就在这一领域进行研发，有些国家已经进入产业化阶段。
目前主要的制氢方式有工业尾气制氢、化工原料制氢、石化原料制氢、电解水制氢等。其中天然气对应的石化制氢和醇类对应的化工原料制氢，因为具有成本优势，在制氢体系中占比最高，也能够实现大规模制氢，我国大部分氢燃料电池企业都是通过这种方式制氢。而目前我国电解水制氢技术还不太成熟，制氢成本居高不下，还难以实现电解水制氢的大规模应用。因此虽然“加水就能跑”的水氢汽车还没出现，但是氢燃料汽车已经成为了现实，已经可以上路行驶了。
5月30日，记者来到位于六安市的明天氢能产业园，参观了明天氢能科技股份有限公司的氢燃料电池自动化生产线。该企业是一家燃料电池生产企业，拥有自主研发的电堆和系统关键技术，产品覆盖30千瓦到80千瓦的电堆与系统，处于国内先进水平。记者在电堆生产车间看到，偌大的加工车间只有几名工人，各种自动化设备自动加工电极板。
“电堆是燃料电池的核心部件，电极板是核心的核心。”明天氢能科技股份有限公司总经理王朝云拿起一块电极板介绍：“我们自主研发的电极板厚度只有0.1毫米，经过特殊工艺可以拉出0.5毫米高的流场，电池的功率密度可达3.0千瓦/升，接近世界先进水平。”
走出厂区，一座新建的氢能加气站格外醒目，两辆氢燃料汽车静静停泊。
“像这台氢燃料物流车可以加注10公斤氢气，加一次氢可以续航350公里，价格比汽油还低。”王朝云表示，这是全省第一座加氢站，每日可加注氢燃料400千克，可以满足50到80台车辆的使用需求。
“相比传统燃油汽车排放碳，氢燃料电池车排出的是水，是真正的清洁能源；相比电动车，续航里程长，充电时间短，加注氢气几分钟就能完成，因此非常具有发展前景。”王朝云表示，目前企业已经与奇瑞、安凯等十几家整车企业建立了合作关系，自主研发的燃料电池应用于多个品牌的样车。
在今年全国两会上，“推动充电、加氢等设施建设”首次被写入政府工作报告，燃料电池产业成为继太阳能、风能之后的又一新能源产业热点。根据我国发布的“节能与新能源汽车技术路线图”，未来要加大燃料电池汽车的推广应用，2020年、2025年、2030年，中国燃料电池汽车的规模要分别达到5000辆、5万辆以及100万辆。氢燃料电池汽车有望成为朝阳产业。
氢能开发成本高，核心零部件国产化率不高
尽管燃料电池应用前景看好，但目前国内氢燃料电池产业还处于起步阶段，产业化水平与美日等国还有很大差距。
“氢作为工业副产品，资源丰富，制氢不再是制约产业发展的主要问题。”王朝云表示，企业与中盐安徽红四方股份有限公司建立了氢气采购关系，中盐红四方每年生产大量的氢气，足够满足8万辆公交车一年使用。目前氢气的成本35元至40元每千克，比汽油的成本更低。
虽然氢的来源不用愁，但是开发利用成本仍然居高不下。江淮汽车新技术研究院院长钱德猛认为，现阶段氢燃料还不具备作为主要动力源的条件，影响燃料电池产业化进程的关键问题还在于成本和技术。核心零部件国产化率不高，产业链体系还不成熟，目前电堆等关键零部件以及辅助系统还主要依赖进口，导致成本居高不下，难以支撑商业化开发。
“虽然电堆等核心部件实现了自主研发，但控制系统的很多附件还严重依赖进口，也使生产成本居高不下。目前燃料电池的4大基础原料金属板、催化剂、质子交换膜和碳纸中，除了金属板其他3类产品还主要依赖进口。综合下来，一台氢燃料大巴价格接近200万元，价格不菲制约了应用推广。”王朝云说。
路军岭认为，制约氢燃料电池产业发展的瓶颈有几个方面。一是作为燃料电池的电极材料的铂是一种贵金属，导致制造成本较高；其次是氢气储存；三是氢气纯度难以保证。目前氢燃料电池使用的氢气主要来源于从煤气、天然气等提取，纯度不够，特别是含有少量一氧化碳容易使铂电极中毒，导致电池性能下降和寿命缩短，严重阻碍氢燃料电池汽车的推广。
燃料电池以“铂”为主要催化剂，铂是一种贵金属，它的用量成为影响成本的重要因素。目前国内氢燃料电池的铂用量高于国外先进水平，按照铂每克200元计算，一台60千瓦的燃料电池电堆，国内水平成本在2400元-3600元，国外先进水平仅为1200元。
此外，加氢站建设滞后，也影响燃料电池车的推广应用。数据显示，截至2018年底，全国仅有加氢站23座，其中大部分还是企业建造后用来进行研究或者示范运行的项目，远远落后于日本、德国和美国。相比较之下，到2018年底全国加油站数量超过10万座，充电桩保有量已有95万台。
加快核心技术研发，鼓励氢燃料汽车示范应用
安徽省已有六安、合肥、铜陵、淮北等地开发氢能电池，初步形成了氢能产业链条。整车企业奇瑞、江淮、安凯等，也纷纷加快燃料电池应用开发以及相关技术储备。
安徽元隽氢能源研究所有限公司是全柴动力旗下氢燃料电池生产企业，主要从事质子交换膜、膜电极等燃料电池核心零部件研发。元隽氢能负责人沈思认为，推动氢燃料电池发展，应加强产学研合作，进一步强化产业创新能力；联合上下游及相关企业形成协同发展机制，实现部分关键零部件、原材料等共性技术的突破，建立良性循环的产业链条。
六安市专门出台了《关于大力支持氢燃料电池产业发展的意见》，提出加大氢燃料电池示范应用，以公交车、物流车、船舶等交通运输领域为突破口，加快氢燃料电池规模化、商业化进程。
“我们将在六安市301路公交线开行10台氢燃料电池公交车，在六安市金安区传化物流港投放10台氢燃料物流车，开展氢燃料电池车示范应用。”王朝云表示，国内燃料电池汽车发展的路线正趋向明确，先从公交大巴、物流车、卡车等商用车开始，这些车辆大多路线固定，易于与加氢站建设配合。等加氢站建设到一定密度时，乘用车的发展难度或许将降低。
钱德猛认为，加快燃料电池产业化进程，还要加强核心技术研发和成果转化，紧扣氢燃料电池产业链短板，围绕催化剂、质子交换膜、碳纸、膜电极、双极板、压缩机、加湿器等核心零部件，做优做强产业链，不断提升核心部件国产化规模化生产水平。
“一台进口压缩机接近20万元，国产化以后价格不到1万元。”王朝云认为，明天氢能自主生产膜电极、金属双极板等核心组件，这使得降低成本成为可能。按照规划，未来五年明天氢能的电堆成本将每年降低30%，逐步实现3000元/千瓦的目标。
目前安徽省还没有专门的产业规划，应该加快制定燃料电池产业规划，引导和推进产业加快发展。随着燃料电池技术的日渐成熟以及关键零部件国产化率提高，燃料电池降低成本的空间很大，可靠性和耐久性将逐步提升，最终可能走入寻常百姓家。
题图：5月30日，在六安市明天氢能产业园的加氢站内，一辆氢燃料物流车整装待发。
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