燃料电池汽车未来实现批量化生产需要更多扶持

在新一轮的新能源汽车补贴政策中，纯电动和插电式混合动力的补贴都在逐步退坡，但是氢燃料电池的补贴方案并没有调整。近日，亿华通科技公司首台燃料电池发动机下线，宇通、福田、中植的燃料电池客车已经在2022冬奥会举办地张家口经过了环境路况实验验证，中国燃料电池商业化的步伐明显加快，清华大学汽车工程系副主任李建秋教授认为，燃料电池汽车未来能与传统燃油车全面竞争，实现批量化生产需要更多扶持。

中国氢燃料电池汽车发展到什么程度了？

1.从“十五”电动汽车重大科技专项，即2001年到2005年，处于燃料电池汽车研发阶段。当时，燃料电池、动力电池、驱动电机等关键零部件技术还不成熟。主要研究重点是研究燃料电池工作原理，“我们与福田汽车合作试装的第一辆客车把座椅都拆掉，燃料电池系统当时占了大半个车箱。”

2.“十一五”燃料电池被列入节能与新能源汽车重大项目，从2005年到2010年，重点围绕“燃料电池加动力电池”的混合动力系统开展研究。零部件的成熟度开始快速提高，使燃料电池整车动力系统技术水平随之提升。经过2008年奥运会，燃料电池试验车经过春夏秋冬完整一年的示范运行，燃料电池系统构型得到优化固定。但是，燃料电池发动机本身还有很多问题没有突破。

3.因此在“十二五”期间（2010年到2015年），清华大学与北京亿华通科技公司重点针对燃料电池的可靠性、耐久性和成本问题开展攻关，迎接燃料电池系统的产业化。2015年掌握了“电电混合动力系统”技术，包括整车控制技术及发动机技术。与国外同类产品比较，我们动力系统构型的特点是成本低，燃料电池发动机可以做到比较小，而动力电池容量比较大，形成电电混合动力，使发动机基本上工作在稳态。如果燃料电池发动机工作在稳态，耐久性会更好。

李建秋认为，燃料电池汽车要发展起来，一定要有几十家高水平的关键零部件企业，就像我国电池产业一样，有比亚迪、CATL等，有一大批技术和产能都居于世界前列的零部件企业，才能够支撑起这个新兴产业的发展，才能像电池产业那样达到国际领先水平。

燃料电池汽车与纯电动汽车相比有何优势？

纯电动汽车在低温环境下，电池的温度会下降，造成启动困难，能耗增加。因为除驱动车辆行驶外，动力电池还要拿出一部分能量用来维持空调、采暖系统运转，所以纯电动汽车冬天运行时续航里程会打折扣，但燃料电池汽车冬季的表现非常好。

例如，一台30千瓦的燃料电池发动机除输出30千瓦的电功率之外，冷却水还能提供约25-30千瓦的余热，温度大概有60-70度，足够车厢取暖之用，还能为电池保温。即使在零下10度或20度的环境温度下，客车内的温度也会保持在零上10-20度，电池的温度保持在零上10-20度。电池的电量不会下降，充放电性能不会下降，寿命不会衰减，车辆的续航里程也不会下降。而且冬天比纯电动汽车更加节能，因为它是用废热采暖。

如何实现能源端的氢电互动？

随着电池技术的进步，纯电动汽车和燃料电池汽车未来会根据自身的特点向不同领域发展。续驶里程在300公里以下的车型，尤其是紧凑车型会以纯电动为主。跑长途的物流车、卡车、有轨电车等，越重的、需要能量越多的、续航里程越长的车型，燃料电池车型就越有优势。

燃料电池汽车与纯电动汽车都是纯电驱动，都是零排放，但都有自己细分的市场，能够相互配合。比如在新能源利用方面，风、光等可再生能源发出的电，既可以给电池充电，电解水制氢后也可以供给燃料电池，这叫做“氢电互动”，就是氢能源和电能相互作用。如果太阳能发出来的电用不了、存不住的话，可以电解水制氢，把氢气作为电能存储的载体。到用电高峰时，燃料电池发电再上网补充电能，这就是能源端的氢电互动。如果发生地震等灾害导致断电，车用燃料电池发电连上市电可以救急，在紧急情况下可以作为一个电站，这是车载端的氢电互动。这就是整个氢电互动的长期愿景。

燃料电池汽车商业化之路怎么走？

李建秋预计，燃料电池汽车发展从2017年开始慢慢爬坡，到2020年会达到1万台车的规模，2025年会达到10万台甚至百万台的规模。在这个发展过程中，他预计会是商用车先行，乘用车滞后3-5年。

8月25日，北京亿华通科技公司首台氢燃料电池发动机下线，标志着中国首条自动化氢燃料电池发动机大批量生产线正式投产。亿华通2016年与张家口市政府达成了氢能战略合作。搭载亿华通第三代氢燃料电池发动机的新能源客车已经完成张家口地区工况适应性试验，表现良好。李建秋表示，培育和扶持像亿华通这样的企业做国内的领头羊，研究如何把发动机这个关键零部件做好，才能实现由中国自己掌握核心技术和自主生产。只有这样，将来才具备降成本和大批量商业化生产的可能，将来还会布局电堆的升级版和核心材料的生产线，让国内掌握整个产业链自主配套，成本也会大幅下降。

燃料电池汽车的推广条件和场景是怎样的？

2022年，第24届冬季奥林匹克运动会将在北京和张家口举行。亿华通和张家口市将共同建设该地区氢能综合利用产业体系，建设京张奥运氢能高速公路，以及多个风光电氢综合能源利用示范项目，并于今年率先启动百辆级燃料电池客车示范运营，清华大学为此制定了相应的发展规划。

李建秋表示，燃料电池汽车的推广与纯电动汽车的推广是有差别的，纯电动汽车只要有电力设施供电就可以推广，而燃料电池汽车的推广取决于氢能基础设施的配套情况。所以，推广燃料电池汽车的指导方针是选择氢能源和制氢成本比较低的区域。张家口就具备这样的条件，张家口是国家新能源推广重点示范城市，有大量的风电和光电资源。

利用张家口没有碳排放的风电进行电解水制氢，供给燃料电池汽车使用，让这些电产生价值。虽然水资源是稀缺的，但电解水的用量不用担心。电解水用的是经过净化的工业用水，而且用水量并不大，这已是比较成熟的技术。燃料电池汽车不再使用有二氧化碳排放的传统燃油，使用成本比燃油车便宜或者相当，对于能源制造企业来讲，使用的是上不了网的弃电制氢，会进一步产生经济效益，这样，就可以从各个方面实现双赢、三赢或者多赢的局面，有利于燃料电池汽车的推广。

加氢站如何布局？需不需要完全新建？

燃料电池汽车的发展和加氢站的建设，是相互促进相互影响的关系。世界上燃料电池研发推广比较好的是日本，车已经准备好了，但制约燃料电池汽车推广的障碍是加氢站的建设没有跟上。李建秋表示，充分吸取日本的经验，帮助张家口市政府做的氢规划，将加氢、制氢和车的推广同步规划，同步建设。

目前，清华大学与亿华通正在帮张家口做加氢站布局规划。因为燃料电池汽车的续航里程比较长，借鉴日本、美国一个加氢站替代两个加油站的经验，第一批将在张家口布局19-20个加氢站（张家口有19个区县，保证每个区县1个）。

从国家长远的能源基础设施建设来看，加氢站将来要和加油站慢慢兼容。也就是说，随着燃油汽车比例的下降，现在的加油站会慢慢地转化成加氢站。所以，加氢基础设施并不用完全新建，只是在原来的基础上升级。

李建秋告诉第一电动网，现在中石油、中石化也在论证什么时候大规模投建加氢站。他们可能先找一两个加油站试点改造成兼顾加氢站。第一步是兼顾35MPa的加氢站，下一步再升级到70MPa加氢站，然后实现一个既有35MPa加氢口，又有70MPa加氢口的加氢站，将来甚至还有液氢加氢口。“我相信，未来5到10年，有些加油站会变成混合运行模式。在城市里，还可以同时布局充电和加氢基础设施，两者配合，形成真正的纯电驱动零排放城市交通体系。”

氢气的来源是多样化的。据了解，中石油、中石化的态度是，如果未来汽油车、柴油车少了，氢燃料电池车多了，他们就会对石油裂解工艺进行改进，不再生产那么多柴油汽油，而会多生产氢气。另外，天然气重整制氢、煤重整制氢，成本大概是10元钱左右。我国现在有大量的弃风、弃光和弃水，先把这部分弃电用好是当务之急。李建秋认为，用弃电制氢也是我国可再生能源转型的一个非常重要的着力点。

氢燃料电池汽车大规模推广需要政策怎样扶持？

燃料电池汽车的可行性和可靠性，要经过春夏秋冬来测试和检验。李建秋呼吁，希望国家能够出台燃料电池汽车区域示范的相关政策。

纯电动汽车通过“十城千辆工程”的大规模的示范推广带动了整个产业链的成熟和发展，使我国新能源汽车居于全球领先的地位。燃料电池汽车也需要一个类似的示范推广过程。“无论是上汽、福田、宇通，还是像亿华通这样的关键零部件企业，都有技术，都能做产品，但是都没有量。没有量就形不成产业链，成本就降不下来，难以实现产业化。所以，希望通过以更多的区域示范来把成本降下来，把质量提上去，把规模推上去，拉动全产业链关键材料和零部件的发展。希望国家能够出台示范推广政策，例如在3到5个城市或者10个城市以内进行示范，一个城市有几百到千辆的规模，3到5年后再进行大范围推广”。

在新一轮的新能源汽车补贴政策中，尽管纯电动和插电式混合动力的补贴有所下降，但是氢燃料电池的补贴方案并没有调整。这样的补贴政策为开发氢燃料电池汽车的相关企业提供了继续前进的动力。

李建秋建议地方政府加强对燃料电池汽车的补贴，“在我国燃料电池汽车的产业链没有形成之前，企业前期的研发投入是比较多，希望除了中央政府对燃料电池汽车的补贴不退坡之外，各个重点区域的地方政府要进一步地加强对燃料电池汽车发展的补贴和扶持。通过政府的扶持把量推上去，累计到一个量级，比如万辆级别再开始退坡或停止补贴。