氫燃料電池在能源密度和快速充氫上具有優(yōu)勢涮拗，發(fā)展前景較好，但存在技術難題模暗。中國石化經(jīng)濟技術研究院專家指出，目前的主要問題包括氫氣和電池(催化劑)生產(chǎn)成本高念祭、儲氫材料量產(chǎn)及成本降低難以實現(xiàn)突破等沽票。從長遠看，包括氫燃料電池車在內(nèi)的新能源汽車的關鍵技術終將實現(xiàn)質(zhì)的突破裙系，將從根本上改變目前以石油為基礎的能源格局绅荒。石化企業(yè)可在氫氣供應、加油加氣-充電-加氫一體化運營肌搔，以及汽車輕量化材料肝羊、高端化材料開發(fā)方面適時介入新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈，實現(xiàn)石化產(chǎn)業(yè)鏈的轉(zhuǎn)型與調(diào)整伪浅，培育新的利潤增長點子特。

未來能源的替代可能

“發(fā)達國家把氫作為能源管理，創(chuàng)制了科學安全的氫加注站建設和車載氫罐技術標準及監(jiān)測體系惕衩，有力地推動了燃料電池汽車商業(yè)化挨伯。建議借鑒先進經(jīng)驗，盡快破除標準檢測障礙和市場準入壁壘协超，加強和完善氫能生產(chǎn)履绎、儲運和供銷體系建設，及時的推動燃料電池產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)化雕什。”全國政協(xié)副主席缠俺、中國科學技術協(xié)會主席萬鋼在中國電動汽車百人會(2019)論壇中表示。

迄今為止贷岸，人類歷史上已發(fā)生過兩次能源革命壹士。第一次能源革命是煤炭取代木材成為主導能源，第二次能源革命是石油取代煤炭成為主導能源偿警。盡管目前化石能源仍居主導地位躏救，但是考慮到化石能源資源的緊缺性日益凸顯，汽車排放造成的環(huán)境污染和石油資源枯竭正日益加劇螟蒸，尋找清潔的替代能源是每一個國家必須解決的問題盒使。燃料電池完全不進行燃料燃燒，而是通過電化學反應直接將燃料的化學能轉(zhuǎn)化成電能七嫌，因此能量轉(zhuǎn)化效率可高達45%～60%少办，約是內(nèi)燃機的兩倍苞慢，隨著技術的進步還可以更高。氫燃料電池汽車不排放硫化物凡泣、氮氧化物等有害氣體，也不產(chǎn)生溫室氣體二氧化碳拯奔。氫燃料電池汽車不存在純電動車充電時間長谭扑、續(xù)航里程短的弊病。

早在20世紀60年代办樟，燃料電池就因其體積小优诵，容量大的特點成功應用于航天領域。進入70年代后疟骤，隨著技術的不斷進步药阔，氫燃料電池逐步被應用于發(fā)電和汽車。如今陨梅，伴隨各類電子智能設備的崛起及新能源汽車的風靡译教，氫燃料電池主要應用于固定領域、運輸領域押强、便攜式領域等三大領域拖揩。目前氫燃料電池的主流發(fā)展方向是氫燃料電池汽車。燃料電池直接將燃料的化學能轉(zhuǎn)化成電能溜棉，能量轉(zhuǎn)換效率高丽示。相比純電動車搭載的動力鋰電池，氫燃料電池質(zhì)量輕菲饼，補充能量的時間短肾砂，加氫只需3至5分鐘，續(xù)航里程長宏悦，大于600千米镐确。

面對需求缺口，中國欲“彎道超車”

據(jù)了解饼煞，氫能源公交車加一次氫氣只需要5～10分鐘辫塌，一天只需加氫氣一次，能跑400公里派哲。從第一臺燃料電池車1966年問世臼氨，歷經(jīng)31年靜默期，美日和歐盟重新認識到芭届，氫燃料電池除了軍工國防的作用外储矩，還能廣泛應用在能源互聯(lián)網(wǎng)、新能源汽車等領域褂乍。于是2000年前后持隧，燃料電池汽車的應用開始被發(fā)達國家所關注即硼。

在那之后，一些國家通過建立能源法案腕浴、能源戰(zhàn)略圣谴、技術路線圖等途徑，積極發(fā)展氫能源在內(nèi)的清潔能源阅六，嘗試以此減少對傳統(tǒng)一次能源的依賴母赶。從全球加氫站建設來看，國外加氫站設施建設更為完善芒单，發(fā)展較為迅速万杉。目前，大力發(fā)展燃料電池汽車加氫站的國家主要由美國抗躺、德國奸冶、日本，并制定了長期的發(fā)展規(guī)劃蛀篓，其中日本成為世界上加氫站最多的國家卢历。據(jù)統(tǒng)計，全球目前建成的加氫站已經(jīng)超過了300座丸爵。相比國外砸捏，我國加氫站發(fā)展較為滯后。

近年來隙赁，我國對發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)高度重視垦藏，出臺了系列有利于氫能和發(fā)展的相關產(chǎn)業(yè)政策。2016年4月伞访，國家發(fā)展改革委掂骏、國家能源局等聯(lián)合發(fā)布的《能源技術革命創(chuàng)新行動計劃(2016—2030年)》，提出了能源技術革命重點創(chuàng)新行動路線圖厚掷，部署了15項具體任務弟灼，“氫能與燃料電池技術創(chuàng)新”位列其中，標志著氫能產(chǎn)業(yè)已被納入國家能源戰(zhàn)略冒黑。

2016年6月田绑，國家發(fā)展改革委、能源局抡爹、工信部聯(lián)合發(fā)布《中國制造2025-能源裝備實施方案》將燃料電池和氫能開發(fā)利用作為專門章節(jié);被《國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略綱要(2016)》列為引領產(chǎn)業(yè)變革的顛覆性技術;2017年掩驱，國家能源局批準多項棄風棄光制氫儲能項目;2018年1月，國家科技部已將“可再生能源與氫能技術”列入重點專項冬竟，積極加以支持研究欧穴。從各國氫能源產(chǎn)業(yè)規(guī)劃來看，多數(shù)國家是以氫燃料電池為突破口，逐步完善氫能源產(chǎn)業(yè)配套山椎，并在2040～2050年實現(xiàn)氫能源社會吸坐。國際氫能委員會發(fā)布的《氫能源未來發(fā)展趨勢調(diào)研報告》顯示，到2050年徒妒，氫能源需求將是目前的10倍痢抹，到2030年，全球燃料電池乘用車預計將達到1000萬至1500萬輛乘恩。在這一輪新“競賽”中院籍，中國正摩拳擦掌準備“彎道超車”。

技術進步促成本下降

實現(xiàn)氫燃料電池車在世界范圍內(nèi)的領先和“彎道超車”辙霎，仍需解決全產(chǎn)業(yè)鏈的多個難題隔抒，其中氫氣的制備坛饥、存儲技術難題需要首先解決淋憋。中國可再生能源協(xié)會專委會主任蔣利軍教授認為，氫能源的制作和儲運方面仍有許多需要攻克的問題吴澜。

目前氫氣的儲存方式主要由三種：高壓氣態(tài)儲存、低溫液態(tài)儲存籍琳、固態(tài)吸氫材料儲存菲宴。高壓氣態(tài)儲氫目前應用最廣泛，常用35Mpa和70Mpa壓力等級趋急。對于大規(guī)模儲氫喝峦，液氫在安全性、儲氫量呜达、成本姚垂、擴容能力和氫氣品質(zhì)等方面具備優(yōu)勢。

我國氫氣運輸體系也尚不完善槽脑。氫氣輸送方式主要有氣氫輸送翎憨、液氫輸送等。目前魔辉，世界氫能產(chǎn)業(yè)比較發(fā)達的地區(qū)磨再，如歐洲借倘、北美和日本等都在發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的同時，重點推進氫液化和液氫儲運加氫等基礎設施建設莉遥。但液化1kg的氫氣需要耗電4-10千瓦時枣象，液氫的存儲也需要耐超低溫和保持超低溫的特殊容器，成本較高灶逃。氣氫輸送分為管道輸送舶舅、長管拖車和氫氣鋼瓶輸送。管道輸送一般用于輸送量大的場合鬼胸，美國奸闽、加拿大及歐洲多個工業(yè)地區(qū)都有氫氣管道，目前氫氣管道總長度已經(jīng)超過1.6萬千米恢筝，法國和比利時之間建有世界最長的輸氫管道哀卫，長約400千米。長管拖車運輸距離不宜太遠撬槽，用于輸送量不大的場合;氫氣鋼瓶則用于輸送量小且用戶比較分散的場合此改。液氫輸送一般采用罐車和船，可進行長距離輸送侄柔。目前氫氣輸送網(wǎng)絡系統(tǒng)尚不成熟共啃，不利于氫燃料電池技術大規(guī)模商用化應用。

此外暂题，氫能和燃料電池的技術創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展移剪，是典型的跨領域創(chuàng)新發(fā)展的過程。為了使氫燃料電池降低成本和提高耐久性薪者，技術進步是降低氫燃料電池產(chǎn)業(yè)化成本的首要手段纵苛。攻克的目標主要指向膜電極組件和雙極板：現(xiàn)有的高分子質(zhì)子交換膜生產(chǎn)工藝復雜，急需改進和優(yōu)化啸胧，比如降低催化劑中鉑含量赶站，提高利用率。將金屬和石墨復合制成的復合雙極板性能優(yōu)良鲫础，且加工工藝相對簡單惕秧，材料成本也較低，可以重點發(fā)展用以替代脆性大的石墨雙極板嫉卵。成本的降低不僅依靠技術的進步的炫，而且有賴于規(guī)模化生產(chǎn)移卢。美國能源局經(jīng)過測算蜕裳，認為只有當燃料電池的成本降至50美元/千瓦時，才能與內(nèi)燃機汽車相競爭。

基礎設施鋪設待提速

在氫能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈上呈锣， 加氫站是上游制氫運氫與下游燃料電池汽車應用的重要樞紐锤衡。完善加氫站的建設，有利于加快氫能源汽車的普及和技術研發(fā)進程秒准。

據(jù)勢銀智庫統(tǒng)計试郎，截止2017年年底，全球目前約有328座加氫站供役。截止2018年3月泻帮，日本是第一個達到100座加氫站的國家。據(jù)不完全統(tǒng)計计寇，截至2018年12月锣杂，中國共有25座建成的加氫站，另有多座在建番宁，全國各地很多城市的加氫站也都在建設/規(guī)劃中元莫， 據(jù)估計，2019年預計將達到100座左右贝淤。根據(jù)全國氫能標準化技術委員會《中國氫能產(chǎn)業(yè)基礎設施發(fā)展藍皮書》(2016)柒竞，為氫燃料電池基礎設施建設設定了近期政供、中期及遠期目標播聪。規(guī)定2020年在京津冀、長三角布隔、珠三角离陶、武漢等氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)達地區(qū)率先實現(xiàn)氫能汽車及加氫站的規(guī)模化推廣應用衅檀，建成小規(guī)模的氫基礎設施網(wǎng)絡招刨，加氫站總數(shù)達100座以上;固定式燃料發(fā)電達20萬千瓦，燃料電池運輸車輛達到1萬輛倾氮。2030年匣酸，燃料電池車輛保有量達200萬輛，加氫站總數(shù)達1000座以上英甜，初步形成與燃料電池車輛保有量相匹配的供氫網(wǎng)絡卡撤。2050年，加氫站服務區(qū)域覆蓋全國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)達地區(qū)埃灿，參照加油站分布狀況及要求企亮，完成高速公路加氫站布局;燃料電池車輛保有量達到1000萬輛。

同濟大學汽車學院副教授呂洪指出绝开，對氫能的認識和戰(zhàn)略定位至關重要讶里。雖然我國已在國家戰(zhàn)略層面明確將氫能作為能源架構中的一個重要組成部分，并將燃料電池汽車定位為我國汽車行業(yè)發(fā)展的主流方向之一，但如果仍將氫氣歸屬于危險化學品而非能源谆精，會導致難以在普通消費者群體中進行產(chǎn)品的推廣和普及币芽。專家指出，加氫站的建設必須由點及線浮笔、由線到面地進行布局铺坞。氫能源汽車通常優(yōu)先發(fā)展商用客車。加氫站早起的布置可以選區(qū)公交線路的起點和終點進行建設洲胖，然后在公交線路的沿途增設適當?shù)臄?shù)量济榨，這是由點及線的過程。氫能源商用車促進加氫站網(wǎng)絡線的形成绿映，氫能源乘用車加氫也會變得便捷起來擒滑。氫能源乘用車的能源補給服務得到完善，又會促進加氫站由線拓展到面叉弦，進而逐漸形成完整的區(qū)域化加氫網(wǎng)絡丐一。加氫站的結構與加油站相差不大，可以通過適當?shù)氖侄螌⒓佑驼靖脑斐杉託湔尽?/p>

我國有世界上最龐大的汽車消費市場淹冰，對能源結構的轉(zhuǎn)型需求迫切库车，對氫燃料電池汽車的扶持政策十分優(yōu)越，且產(chǎn)業(yè)鏈也在加緊布局樱拴，這些條件都為氫能源汽車在中國的發(fā)展提供最佳契機柠衍。