中国大力发展氢能利用与燃料电池的关键技术难题是什么

1、中日韩均在氢能利用上齐发力

2018年日本公布了第五期的《能源基本计划》，提出了2030年与2050年的能源中长期发展战略规划，明确了未来发展方向是缩减核电，降低化石能源依赖度，举全国之力加快发展可再生能源，推进日本能源转型。

日本的能源资源严重依赖于海外供给，国家面临着较大的能源风险。2011年的核电事故导致核电发展停滞，日本能源自给率从2010年度的20%降至2015年度的7%左右。目前，日本电能难以作为能源供应的主力，日本将氢能作为一种清洁的二次能源，并构建氢能从制备到储存再到运输和利用的国际产业链，因此氢能对于日本来说有着很高的战略价值。日本一直在积极推进氢燃料发电、氢燃料汽车发展。

2019年初，韩国政府发布"氢能经济发展路线图"，计划到2025年建成10万辆氢燃料车生产体系。韩国政府计划到2019年底，在国内普及4000辆以上氢燃料电池汽车；到2025年，建立年产量10万辆氢燃料电池汽车的生产体系；到2040年，将分阶段生产620万辆氢燃料电池汽车。力争到2022年有2000辆、到2040年有4万辆氢燃料电池公交车投入使用。

韩国也是能源对外依赖度较高的国家，并大力发展替代能源，但发展速度缓慢。能源安全问题较为突出。韩国近年来用电量持续上升，2014年能源依赖度近80%，因此韩国政府希望大幅提升替代能源，2009年在首尔计划推广氢燃料电池的使用，数据显示。2009年以来，韩国替代能源和核电用电量增长并不快，至2014年仅占全国用电量的15.5%，较2009年的16.5%反倒有所降低。

我国是能源消耗大国，对外依赖度也在不断攀升，寻找并建设替代能源体系也是国家面临的重大课题。3月19日国务院在政府工作报告中提出"推进充电、加氢等设施建设"，此后各级政府及相关部门出台配套政策，积极推动燃料电池的进步4月23日，工信部表态将联合有关部门开展氢燃料电池汽车的示范运行。

汽车工业领域，我国选择了新能源汽车的技术路线，以实现弯道超车的愿景，尤其是在大力发展纯电动汽车，尤其是2018年成为全球增长最快的国家，纯电动汽车达到120万辆。而把燃料电池车作为电动汽车的补充。2017年，中国汽车工程学会发布《节能与新能源汽车技术路线图》，明确了中国燃料电池汽车的发展目标——2020、2025和2030年燃料电池车目标保有量分别为5000辆、5万辆和百万辆。

2、中国氢能利用中的核心障碍

储氢罐材料技术我国正处于研发阶段

目前国外车载储氢罐压强已经达到70MPa，质量储氢密度达到5.7%，相应的氢燃料电池汽车最高续航里程可达600公里；而国内车载储氢瓶的压强普遍为35MPa，质量储氢密度在3%左右，相应的续航里程约为400公里。差距的关键主要在于储氢罐材料。目前国内储氢瓶多是金属内胆，技术升级方向是"全复合轻质纤维缠绕储氢罐"。这是未来氢燃料电池汽车的储氢技术的方向。目前只有日本丰田公司和挪威Hexagon公司的全复合纤维缠绕储氢瓶进入商业化阶段，其他各国还尚未完全进入商业化阶段。

加氢站是氢燃料电池汽车发展的重要技术条件

中国正在加速加氢站建设，数据显示，截止到2018年底，全球加氢站达370座。：欧洲152座，亚洲136座，北美78座。分国家来看，日、德、美前三，中国第四。其中日本、德国和美国加氢站共有198座，占全球总数的54%，因此可以看出美日德在氢能与燃料电池技术领域处于绝对领先地位。

我国加氢站数量与发达国家存在较大差距，主是成本问题。加氢站系统的三大核心设备为：氢气压缩机、储氢系统、氢气加注机。根据测算，对于一个日加氢量为200kg的串级高压储氢加氢站，其成本结构中，占比最大的是压缩机（42%），其次是低压日储氢罐（13%），冷却装置（11%），高压储氢罐（6%），注氢设备（5%）。

核心设备严重依赖进口，需要通过国产化降低成本

目前国内加氢站核心设备研发还处于起步阶段，核心设备大部分还要依靠进口，以高压氢气压缩机系统为例，国内的氢气压缩机企业较多，但输出压力大部分在30MPa以下，仅能生产用于石油、化工领域的工业氢气压缩机，无法满足加氢站技术要求。我国加氢站核心设备研发处于起步阶段，随着未来技术的成熟，核心设备国产化将有助于降低加氢站成本。