近年來，氫能和燃料動力電池的研究受到各國關(guān)注，被視為未來世界能源體系的重要組成。我國是世界上最大的能源生產(chǎn)國和消費國，已形成了煤炭、電力、石油、天然氣、新能源和可再生能源全面發(fā)展的能源供給體系。

隨著我國社會經(jīng)濟的持續(xù)上升，能源消費需求總量不斷上升，石油、天然氣等進口依存度持續(xù)走高，2015年我國石油對外依存度突破60%，天然氣對外依存度已上升至32.7%。能源進口依存度高，已成為我國能源安全的巨大挑戰(zhàn)，能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型勢在必行。

汽車產(chǎn)業(yè)作為世界重要工業(yè)國家的支柱產(chǎn)業(yè)，是衡量一個國家綜合實力和發(fā)達程度的重要標志。氫燃料動力電池汽車不僅在能源發(fā)展方面具有重要用途，而且具有優(yōu)秀的環(huán)保性能和能量轉(zhuǎn)化效率。和純電動汽車相比，具有加注時間短、續(xù)航里程長等優(yōu)勢，同樣是未來汽車工業(yè)可持續(xù)化發(fā)展的重要方向。

1.國內(nèi)外氫能和燃料動力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要政策

氫能是未來能源系統(tǒng)的重要組成部分，各國紛紛將發(fā)展氫能提升到國家戰(zhàn)略層面，制定戰(zhàn)略規(guī)劃路線圖，探索產(chǎn)業(yè)化發(fā)展途徑。

1.一日本：政府堅定推進氫能和燃料動力電池發(fā)展戰(zhàn)略

2014年日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省公布了《氫能和燃料動力電池戰(zhàn)略路線圖》，制定了「三步走」發(fā)展計劃，該路線圖于2016年進行了修訂。日本對氫能和燃料動力電池的支持政策重要包括研發(fā)、示范和車輛補貼等方面。

在研發(fā)方面，2017年日本經(jīng)產(chǎn)省對燃料動力電池研發(fā)支持共計129億日元，包括燃料動力電池、加氫站、氫能供應(yīng)鏈3個方向。在示范方面，2017年開始固定式燃料動力電池示范由家庭應(yīng)用擴大到商業(yè)和工業(yè)應(yīng)用，計劃在2020年達到1400萬套規(guī)模，2030年達到5300萬套規(guī)模。

在車輛補貼方面，實行新能源汽車綠色稅制政策，根據(jù)汽車種類和指標，車重稅和汽車購置稅可以享受50%～100%的減免，同時在加氫站建設(shè)方面給予大約50%的補貼。據(jù)統(tǒng)計，2014年日本對國內(nèi)所有加氫站的補貼總額高達72億日元（約合6000萬美元）。

1.2歐洲：促進「交通和氫能」融合，持續(xù)穩(wěn)定支持氫能和燃料動力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展

歐盟2016年公布的《可再生能源指令》等政策文件均提出將能源作為能源系統(tǒng)的重要組成部分，正在推進的《燃料動力電池和氫能實行計劃》的實行周期是2014～2020年，重要目標是到2020年實現(xiàn)氫能和燃料動力電池在固定式能源供應(yīng)和交通方面的應(yīng)用。

重點支持方向包括交通產(chǎn)業(yè)：道路交通、非道路交通和機械、基礎(chǔ)設(shè)施等；能源產(chǎn)業(yè)：氫氣制備、運輸、儲能、發(fā)電、熱電聯(lián)產(chǎn)等。

1.3美國：隨著特朗普上臺，氫能和燃料動力電池支持政策方面出現(xiàn)大幅波動

2015年底，美國能源局向國會提交了《2015年美國燃料動力電池和氫能技術(shù)發(fā)展報告》，肯定了未來氫能市場的發(fā)展?jié)摿Γ罅ν顿Y發(fā)展先進氫能和燃料動力電池技術(shù)。

據(jù)統(tǒng)計，美國僅2016年內(nèi)就有10個州頒布相關(guān)政策，支持燃料動力電池產(chǎn)品逐步投入市場，包括氫燃料動力電池汽車稅收減免，在廠、居民區(qū)等地安裝部署燃料動力電池發(fā)電系統(tǒng)等。

此外，根據(jù)美國聯(lián)邦公路局公布的「國家替代燃料和充電網(wǎng)絡(luò)」規(guī)劃，美國全境35個州將形成以55座加氫站為基礎(chǔ)節(jié)點的「氫能網(wǎng)絡(luò)」，加利福尼亞州、科羅拉多州、佛羅里達州、紐約州、威斯康辛州等10個州將率先啟動建設(shè)工作。

1.4我國：政府強力支持氫能和燃料動力電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展

我國《「十三五」戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》、《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計劃（2016～2030年）》、《節(jié)能和新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012～2020年）》、《我國制造2025》等國家頂層規(guī)劃都明確了氫能和燃料動力電池產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略性地位，紛紛將發(fā)展氫能和氫燃料動力電池技術(shù)列為重點任務(wù)，將氫燃料動力電池汽車列為重點支持領(lǐng)域。

2016年工信部組織制定的《節(jié)能和新能源汽車技術(shù)路線圖》明確提出：

2020年實現(xiàn)5000輛級規(guī)模在特定地區(qū)公共服務(wù)用車領(lǐng)域的示范應(yīng)用，建成100座加氫站；

2025年實現(xiàn)5萬輛規(guī)模的應(yīng)用，建成300座加氫站；

2030年實現(xiàn)百萬輛氫燃料動力電池汽車的商業(yè)化應(yīng)用，建成1000座加氫站。

在財政支持政策方面，氫燃料動力電池汽車是新能源汽車中的重點補貼對象，不僅補貼金額最高，而且?guī)缀醪煌似隆?/p>

2017年，上海市在國內(nèi)率先公布了《上海市燃料動力電池汽車發(fā)展規(guī)劃》，明確提出：

2020年建設(shè)加氫站5～10座，示范運行規(guī)模達到3000輛；

2025年建成加氫站50座，乘用車推廣不少于2萬輛、其它特種車輛推廣不少于1萬輛。???

2.氫燃料動力電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢

2.1整車

2014年十二月，豐田Mirai燃料動力電池轎車上市，標志著氫燃料動力電池汽車技術(shù)實現(xiàn)重大進步，氫燃料動力電池汽車的技術(shù)已經(jīng)從基礎(chǔ)研究、樣車示范進入工程化、商品化發(fā)展階段。據(jù)統(tǒng)計，2016年，全球氫燃料動力電池汽車銷量為2312輛，和2015年相比，增幅為225%。重要有3款車型：豐田Mirai、本田Clarity、現(xiàn)代ix35FC，其中，豐田Mirai銷售2039輛，重要用于運營。2017年，還有少數(shù)車企計劃推出氫燃料動力電池商品車，但預(yù)計全球總銷售量不會超過5000輛。

國內(nèi)在燃料動力電池乘用車方面，投入研發(fā)的重要公司是上汽集團，已完成前后四代氫燃料動力電池轎車的開發(fā)。在國家創(chuàng)新工程支持下，上汽氫燃料動力電池轎車在動力性、續(xù)駛里程等性能指標方面取得了重大進步，已累計實現(xiàn)81輛示范運行，部分車輛在2014年參加了上汽的「新能源汽車萬里行」全國巡游，歷經(jīng)10000km的實際路試，通過各種地形、海拔、環(huán)境氣溫的綜合考驗。國內(nèi)外典型氫燃料動力電池轎車比較如表1所示。

表1國內(nèi)外典型氫燃料動力電池轎車比較

在燃料動力電池商用車方面，十三五之前國內(nèi)重要有上汽、北汽福田等公司采用自主研發(fā)的電堆開發(fā)了相關(guān)整車產(chǎn)品，先后參加了2008年北京奧運會、2010年上海世博會、2010年新加坡首屆青奧會，初步驗證了燃料動力電池客車的功能和可靠性。

2017年國內(nèi)燃料動力電池汽車分布

十三五開始后，國內(nèi)更多商用車公司涉足氫燃料動力電池商用車開發(fā)，近年來已初步具備小批量生產(chǎn)量力。據(jù)統(tǒng)計，2017年全國共有10家車企的22款燃料動力電池商用車進入當年新公布的推薦目錄，車型款數(shù)最多為城市客車。2017年全國燃料動力電池商用車產(chǎn)量為1226輛，其中產(chǎn)量最大車型為物流車，物流車產(chǎn)量最大公司為東風公司，普通客車產(chǎn)量最大公司為上汽大通，公交客車產(chǎn)量最大公司為佛山飛馳，如圖1所示。

2.2關(guān)鍵零部件和材料

我國在氫燃料動力電池電堆及其關(guān)鍵材料領(lǐng)域已初步形成產(chǎn)業(yè)鏈，但技術(shù)成熟度差距較大。

在技術(shù)路線方面，車用氫燃料動力電池電堆都選擇了質(zhì)子交換膜體系，金屬板電極和石墨板電極并存。

目前國內(nèi)具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的電堆重要由大連新源動力供應(yīng)，國外公司通過在國內(nèi)合資建廠組裝電堆為國內(nèi)系統(tǒng)公司供應(yīng)電堆，但膜電極等核心零部件仍掌控在外方手中。

商用車的氫燃料動力電池系統(tǒng)采用的是石墨板或者復(fù)合板，還沒有采用高功率密度的金屬雙極板。石墨板電堆在性能上近年來有較大提升，但和金屬板電堆仍有顯著的差別，雖然目前成本較低，但從加工便利性和材料發(fā)展趨勢分析，金屬板成本會低于石墨板。

在壽命方面，國產(chǎn)電堆壽命為幾千小時，國外已經(jīng)達到上萬小時，但國外電堆對空氣質(zhì)量要求很高，能否適應(yīng)國內(nèi)空氣質(zhì)量條件尚有待驗證。

在氫燃料動力電池關(guān)鍵材料和其他零部件方面，如催化劑、質(zhì)子交換膜、碳紙、空壓機、氫循環(huán)泵等方面，我國和國外水平相比仍存在較大差距，有能力配套的公司少，技術(shù)水平較低，大多屬于空白或尚未成熟，要采用進口材料，國際上也被少數(shù)公司壟斷，價格極高。

從系統(tǒng)成本來看，目前成本在1～1.5萬元/kW左右。

從發(fā)展階段來看，目前我國氫燃料動力電池汽車具備小規(guī)模推廣應(yīng)用條件。

2.3加氫站

目前已經(jīng)商業(yè)化運營的加氫站有2座，分別在北京和上海。已建成使用，尚未對外營業(yè)的加氫站有6座，分別在大連、佛山、云浮、中山、十堰、鄭州等地，部分加氫站情況如下：

佛山云浮兩市為加快氫燃料動力電池汽車推廣應(yīng)用，將合作推動15座加氫站的規(guī)劃建設(shè)，計劃2018年全部投入運行，構(gòu)建科學合理的加氫站網(wǎng)絡(luò)；

上海正在制定《上海市氫燃料動力電池汽車發(fā)展規(guī)劃》，規(guī)劃草稿計劃2017～2020年在上海建設(shè)加氫站5～10座，2021～2025年在上海建成加氫站50座，充分利用上海工業(yè)副產(chǎn)氫資源，全面部署加氫站網(wǎng)絡(luò)布局規(guī)劃，推動環(huán)上海加氫站走廊、嘉定汽車城、迪士尼、虹橋機場、金山化工區(qū)、臨港等示范區(qū)域加氫站的建設(shè)，突破氫燃料動力電池汽車示范運行瓶頸。

2.4運營

雖然我國氫氣來源非常廣泛，但車用高純氫的來源并不豐富，價格沒有優(yōu)勢。由于產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的供應(yīng)鏈體系未形成，導(dǎo)致加氫站建設(shè)緩慢，車用高純氫價格過高。嚴重阻礙氫燃料動力電池汽車示范運營。

（1）國內(nèi)車用高純氫來源

我國的氫氣生產(chǎn)重要來自煤、石油和天然氣等化石燃料轉(zhuǎn)化制氫，各種工業(yè)生產(chǎn)的尾氣回收或焦化廠、氯堿廠副產(chǎn)氫以及水電解制氫等。由于儲存和運輸困難，大部分的氫氣都采用就地制取和就近消費方式。

根據(jù)2007年統(tǒng)計數(shù)據(jù)，我國煤制氫713萬噸、天然氣制氫288萬噸、重油制氫244萬噸；副產(chǎn)氫資源中，煉焦和鋼鐵行業(yè)副產(chǎn)氫533萬噸，制堿工業(yè)副產(chǎn)氫42萬噸。

（2）車用油、電和氫使用成本比較

和傳統(tǒng)車和電動汽車比較，氫燃料動力電池汽車的氫氣成本相對較高，并不具有市場優(yōu)勢，這和高純氫應(yīng)用市場較小、廠商提純副產(chǎn)氫時要投資1000多萬建設(shè)提純設(shè)備有關(guān)。

在氫燃料動力電池汽車推廣初期，除了專業(yè)氣體公司，副產(chǎn)氫廠商并沒有投資建設(shè)高純氫的意愿，高純氫的生產(chǎn)成本過高，不利于氫燃料動力電池汽車的推廣應(yīng)用。

（3）氫價組成分析

除了「出廠價+運費」的價格，氫價還應(yīng)包括加氫站成本，如土地費用、加氫站建設(shè)折舊費用、加氫站人工費、運行維護費用等項。

以某公司投資為例：建設(shè)4800m^2，400kg/d，35MPa加氫站，總投資2500萬元（含土地費200萬元，設(shè)備費1500萬元，余為基建費用）。加氫成本為3元/Nm^3，其中，所有投資折舊占加氫成本30%，加氫站操作人員費用占加氫成本30%，運行維護費用占加氫成本30%，余為其他費用。

從以上分析可知，實際氫價已遠遠超過商業(yè)運營能夠承受的范圍。

3.我國氫燃料動力電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在的重要問題

3.1產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)不完善，部分關(guān)鍵材料和零部件缺乏量產(chǎn)量力

目前，我國氫燃料動力電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈已形成雛形，但產(chǎn)業(yè)鏈體系建設(shè)尚不完善，尤其是部分關(guān)鍵零部件和材料尚不具備量產(chǎn)量力，要依賴進口，如質(zhì)子交換膜、催化劑、碳紙/碳布、空壓機、氫噴射泵等，進口價格高昂，阻礙了國內(nèi)燃料動力電池產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化進程。其中質(zhì)子交換膜基本被杜邦、3M、戈爾公司等巨頭壟斷，進口價格高達600美元/m^2，國內(nèi)公司的質(zhì)子交換膜產(chǎn)品尚處于試驗階段。

在燃料動力電池產(chǎn)業(yè)起步初期，采用進口部件組裝是可行路徑之一。但若長期依賴進口，自主化水平得不到提升，燃料動力電池產(chǎn)業(yè)將陷入技術(shù)空心化境地。假如為了利用國家支持政策獲得補貼，不深入研究技術(shù)，不嚴謹開發(fā)產(chǎn)品，將對燃料動力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展出現(xiàn)重大打擊。

3.2氫源產(chǎn)業(yè)鏈尚未建立，車用高純氫價格高昂

雖然我國氫氣年產(chǎn)量已逾千萬噸規(guī)模，位居世界第一，工業(yè)副產(chǎn)氫資源豐富，可再生能源棄電量龐大，為我國開展大規(guī)模副產(chǎn)氫提純和電解水制氫工作供應(yīng)了優(yōu)勢條件，但氫源產(chǎn)業(yè)鏈尚未建立完善。

目前國內(nèi)從事氫氣提純的公司較少，生產(chǎn)規(guī)模不大，車用高純氫產(chǎn)量不足，而且分布不均；國內(nèi)氫氣運輸當前只能采用管束車或高壓氫瓶運輸，運輸成本高昂。加氫站的關(guān)鍵零部件，如加氫槍、高壓管線、管件、閥門等，當前仍需依賴進口，大幅度提高了建站成本，延長了建站周期。以上因素導(dǎo)致氫氣終端銷售價格居高不下，嚴重阻礙氫燃料動力電池汽車推廣應(yīng)用。

3.3政府鼓勵氫燃料動力電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展，但缺乏配套措施

2016年十二月，財政部等4部委公布《有關(guān)調(diào)整新能源汽車推廣應(yīng)用財政補貼政策的通知》，明確提出，除燃料動力電池汽車外，各類車型2019～2020年中央及地方補貼標準和上限，在現(xiàn)行標準基礎(chǔ)上退坡20%。從補貼政策看，國家鼓勵扶持燃料動力電池汽車產(chǎn)業(yè)的態(tài)度非常明確。

氫燃料動力電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展要組合式扶持政策，不僅要購置補貼，更要在氫氣制取、加氫站建設(shè)和車輛運營等多方面給予配合支持，如國家對充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)有明確的鼓勵政策，關(guān)于加氫站建設(shè)的支持原先有400萬元的支持，卻在后續(xù)政策中取消了。

3.4加氫站建設(shè)審批缺乏規(guī)范，公司面對重重困難

目前我國缺少國家層面的規(guī)范化的加氫站規(guī)劃建設(shè)審批規(guī)定，地方在審批加氫站建設(shè)時無據(jù)可依，要各自摸索，造成各地主管部門和審批流程不統(tǒng)一，公司要耗費大量的人力物力和時間成本，和各個城市單獨洽談。

由于沒有明確統(tǒng)一的流程，審批效率極其低下，國內(nèi)加氫站從選址規(guī)劃到建設(shè)完工，平均要2年時間，甚至個別地方耗時5年還在推進過程中。

4.燃料動力電池汽車發(fā)展政策建議

4.1加強部際協(xié)同，完善頂層設(shè)計

發(fā)展氫能和氫燃料動力電池汽車產(chǎn)業(yè)要發(fā)揮舉國之力，進一步明確國家戰(zhàn)略導(dǎo)向，構(gòu)建高層次協(xié)調(diào)機制，在政策層面統(tǒng)一步調(diào)、形成合力、做好引導(dǎo)。

由于燃料動力電池產(chǎn)業(yè)鏈長，從研發(fā)制造、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)到消防安全、財政補貼，相關(guān)責任部門極多，在國家層面涉及發(fā)改委、工信部、科技部、能源局、公安部、財政部等多個部委，其中許多環(huán)節(jié)要多個部門配合協(xié)同，制定出有針對性的、有效的、合理的支持政策。

在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面，對標日、美、德等國，由主管部委牽頭，從上而下制定國家規(guī)劃，充分組織協(xié)調(diào)能源、氣體、汽車等有關(guān)大型公司，建立完善的加氫站建設(shè)、氫氣供應(yīng)、加氫站運營體系；同時明確地方加氫站建設(shè)審批主體、理順責任關(guān)系、規(guī)范審批流程。

4.2突破核心技術(shù)，優(yōu)勢區(qū)域示范

在整車研究方面，應(yīng)大力促進整車公司在燃料動力電池汽車方面的研發(fā)投入，以整車為龍頭，帶動整個產(chǎn)業(yè)鏈的建設(shè)和完善。

在系統(tǒng)研究方面，加大輔助系統(tǒng)關(guān)鍵零部件技術(shù)研發(fā)力度，重點突破空壓機、氫氣循環(huán)泵、增濕器、DC/DC變換器等關(guān)鍵零部件技術(shù)，進一步完善關(guān)鍵零部件技術(shù)鏈。開展氫燃料動力電池電堆、關(guān)鍵零部件、發(fā)動機系統(tǒng)集成等方面的測試技術(shù)和指標體系研究。

在電堆研究方面，加大關(guān)鍵材料和部件的基礎(chǔ)研究投入，設(shè)立氫燃料動力電池重點創(chuàng)新工程專項，突破氫燃料動力電池電堆關(guān)鍵技術(shù)，重點突破催化劑、質(zhì)子交換膜、膜電極、雙極板等核心技術(shù)研究，提高電堆產(chǎn)品的性能和壽命，降低成本。

在示范推廣方面，現(xiàn)階段氫燃料動力電池汽車應(yīng)重點在有一定技術(shù)和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，而且氫源豐富的地區(qū)，有序開展氫能應(yīng)用和氫燃料動力電池汽車示范運營。通過一定規(guī)模的使用促進技術(shù)、產(chǎn)業(yè)鏈成熟，加快提高燃料動力電池系統(tǒng)的性能水平，促進形成車用氫能供應(yīng)體系，大幅降低車用氫能成本。

4.3法規(guī)標準，科學評估調(diào)整

目前我國氫能和燃料動力電池產(chǎn)業(yè)標準涉及汽車行業(yè)、電池行業(yè)和氣體生產(chǎn)行業(yè)等，基本處于主管部門「各管一攤」局面，應(yīng)由國家層面牽頭，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)各方標準訴求，促成機構(gòu)間形成有效銜接，進一步完善我國氫能應(yīng)用和燃料動力電池產(chǎn)業(yè)相關(guān)標準體系。

由于氫氣一直作為高度危險品進行管理，部分標準和法規(guī)已和技術(shù)發(fā)展不相一致，應(yīng)在經(jīng)過嚴密驗證后，科學評估安全風險，在保障安全的基礎(chǔ)上，結(jié)合實際要逐步適度調(diào)整。