近日，国家发改委和国家能源局在系统内部印发《能源技术革命创新行动计划（2016-2030年）》，并同时发布了《能源技术革命重点创新行动路线图》，提出了15项重点创新任务，包括煤炭清洁高效利用技术创新等。

无论是在汽车产业重阵日韩、欧洲，还是汽车市场风向标北美，氢燃料电池车（FCV）技术都是不可忽视的新型能源汽车路线。燃料加注时间短、高续航等可与传统石油能源比肩的优势，甚至让业内不乏“氢动力是新能源汽车终极方案”的说法。

那么，中国会在“终极方案”氢燃料电池汽车这条路上走向何处？

各地禁售燃油车时间表纷纷出台

大环境推动发展

2021年生效的欧洲汽车排放标准规定显示，到2021年，欧盟地区的新车平均排放量不得高于95克/千米。而根据全球管理咨询公司英国博安咨询集团（PA）估计，欧洲将有包括宝马、大众、雪铁龙、戴姆勒、FCA等8家大型车企达不到欧洲2021年二氧化碳排放标准，将面临数十亿欧元的罚款。

根据中国2015年在《巴黎协议》提出的承诺，中国也将于2030年左右，使二氧化碳排放达到峰值。2030年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降60%-65%，非化石能源占一次能源消费比重达到20%左右。

基于上述前提，各国禁售传统燃油车时间表已经纷纷出台。

2017年9月，中国工信部副部长辛国斌公开表示，“一些国家已经制订了停止生产销售传统能源汽车的时间表，目前工信部也启动了相关研究，将会同相关部门制订我国的时间表。”

因此，推动电动或者氢燃料动力快速成熟，以实现对传统燃油动力的取代，已经是中国乃至全球汽车产业的当务之急。而在技术路线的选择上，电动汽车和氢燃料汽车却各有千秋。

电动车充电时间遇瓶颈

而氢燃料加满只需约3分钟

“电动汽车的问题在于动力电池的技术瓶颈难以突破，而氢燃料汽车的问题在于整个产业链需要发展和完善。”上汽大通技术中心电气化部副总监姜炜一言总结了两大新兴动力技术面临的症结。作为上汽大通的中年技术骨干，姜炜经历了中国氢燃料电池汽车行业发展的各个节点。

不能否认，应用超过百年历史的传统燃油动力几乎为汽车交通运输业提供了近乎完美的解决方案：燃料加注效率高、续航里程远、使用成本低。相对而言，目前在中国成为主流新能源解决方案的纯电动力，则就是卡在了在电池技术源头——难以攻克充电效率和能量密度的瓶颈。

肖成伟是国家“863”计划节能与新能源汽车重大项目专家。他直言指出，从三元锂离子动力电池上已经可以看到能量密度的“天花板”。“目前的高镍材料、碳硅负极的锂电池，单体能量密度最高应该在300Wh/kg左右，正负不超过20Wh/kg，所以依靠三元材料锂离子电池完成350Wh/kg的技术路线规划目标，应该是不可能了。”

肖成伟预测，未来想要达到350Wh/kg的技术路线规划目标，可能还需要寄希望于新一代锂离子电池或者固态电池。但是固态电池倨傲的成本无疑会将液态锂电池花费数十年攻克的难题再次摆在电动汽车行业面前。

就应用而言，即便能量密度未达到350Wh/kg，也基本可以满足电动汽车的续航要求。但是，在充电效率方面，动力电池却存在天然短板，同样以快充技术著称的特斯拉，充满80%的电需要40分钟，而由于电池保护机制，剩余20%的电则需要更长时间。而且，随着电池容量加大 ，对快充基础条件的要求则会随之提高。

丰田Mirai

“50度（kW·h）、60度电，可以快速充满，但是当一辆车总电量到100度，你要30分钟充满，那意味着需要200kW的功率，一来没有那么大功率的充电桩，二来电池也没有那个能力，所以总电量上去之后，依然会面临充电时间的瓶颈。”姜炜说，“而氢气加注则没有这个问题，按照国际标准建设的充氢站，氢气加满都是3分钟时间。”

据悉，氢燃料电池车的工作机制是通过氢气和氧气化学反应产生能量，供给电池，以此驱动电机，而在这其中，氢气会通过高压储存于氢气罐，因此对续航能力也会有更可靠的保障。例如，丰田第二代氢燃料电池汽车Mirai可以压注122L容纳700个大气压（70MPa）的氢气，支持NEDC工况下的700公里续航，几乎是目前主流电动汽车的两倍。

氢燃料电池汽车动力布局

氢燃料电池汽车对低温的适应性

也要超过电动汽车

在冬季达到零下10度的北方地区，电动汽车本身紧凑的续航里程会有一定衰减，加上开启空调热风，电量更是以肉眼可见速度下降。而氢燃料电池车在通过氢燃料的化学反应获取电能的同时，会产生一些额外的热量，这些热量可以顺便为水箱加热，为车辆提供和燃油汽车一样的“暖风”，并且不会降低续航能力。

那么，为什么在更接近燃油车方案的氢燃料电池汽车技术上，中国政策层面的推动发力较晚？

业内普遍认为，对于中国汽车产业来说，氢燃料电池汽车的核心技术仍然攥握在日韩和欧美车企手中，而对于门槛较低的电动汽车，中国则有希望在同一起跑线上实现超越。

2017年全球电池销售量排行

数据显示，2017年，中国已经以电动车销量达到60万辆占据全球市场一半，成为名副其实的电动汽车第一大国。尤其是在电池、电控等电动汽车产业的核心环节，中国企业均实现了赶超。GGII的数据显示，2017年全球电池销量排行榜中，宁德时代超越松下电器、LG化学位居榜首，比亚迪则成功跻身前三。

不过氢燃料电池汽车作为同样具备技术潜力的并行方案，已经开始被顶层设计所重视。“中国不应该放弃燃料电池汽车，一旦燃料电池汽车产业化有所突破，我们可能面临战略失误带来的风险。”中国汽车工程学会理事长付于武曾公开表示。

从商用车切入，弥补技术差距，丰田、本田以及现代等企业已经推出了能够批量生产的FCV乘用车型，其中，丰田已的Mirai技术成熟度为最高，单次充氢后续航超过700km，氢燃料反应堆最大输出功率114kW。

现代第二代氢燃料电池车NEXO

本田也同样推出了氢燃料电池车Clarity Fuel Cell，燃料电池发电功率达到103KW，车内搭载的70 MPa储氢罐可提供750km的续航。而韩国现代也在推出第一代途胜FCV之后，于2018年CES正式推出第二代氢燃料电池量产车NEXO，氢燃料电堆功率达到95Kw，NEDC工况续航805公里，目前已经正式对外售卖。

大通FCV80和丹灶的瑞晖加氢站

与日韩企业相继推出乘用车不同的是，国内已经开展氢燃料电池汽车试点运营的项目，几乎都集中在商用车领域，包括上汽大通的轻客FCV80，已经在佛山、上海和大连抚顺展开固定路线载客运营，而北汽福田、郑州宇通等公交车项目也在各地投标上马。

氢燃料反应堆工作原理图

据公开资料显示，氢燃料电池汽车核心部件是氢燃料电池反应堆，俗称电堆，电堆主要由氢氧金属双极板、质子反应膜、催化剂等结构组成，基本工作原理为：氢气和氧气分别通过金属双极板进入质子反应膜，在催化剂铂金（Pt）作用进行电解反应，生成电能和水。

除此之外，由于氢燃料电池车是将化学能转化为电能，需要氢气和氧气来源，因此，氢气罐和提供氧气的进气系统，也是氢燃料电池汽车重要的周边部件，而氢气储存技术和空气压缩机的工作效率也成为关键技术。

“我们目前的电堆功率为36kW，上汽集团前瞻部正在研发下一代电堆，功率能够达到与Mirai同级别的水平，超过100kW。”姜炜介绍，上汽前瞻部从事氢燃料动力的研发已经有16年的积累，掌握了氢燃料电堆和电堆控制器的核心技术。

大通FCV80和丹灶的瑞晖加氢站

而与此同时，上汽集团也是大连新源动力的最大股东。成立于2001年的大连新源动力是国内自主研发氢燃料电池反应堆的代表，其官方介绍显示，新源动力承担了国家科技部“863”计划重大专项——车用燃料电池发动机研制课题，在氢燃料电池动力系统领域拥有大量自主技术储备。

据姜炜介绍，目前上汽大通、上汽集团前瞻部和大连新源动力已经形成了一个从研发到集成生产以及项目落地的稳固阵营。

“上汽前瞻部正在着手缩小金属双极板的体积，提高反应堆效率，而这些研发成果会由大连新源去实现。”姜炜说，“大通的主要工作是做整车集成，除了已经批量投入试运营的FCV80，大通即将推出氢燃料电池MPV乘用车型。”据了解，该款MPV车型将搭载上汽新一代研发的电堆，预计于2020年推出。

补贴带来的黄金成长期

回溯整个技术路线发展，氢燃料电池动力着实不是一项新兴技术。早在1966年，通用就推出过搭载氢燃料电池的车型，当时搭载这套氢燃料技术电池的车型为通用旗下名为Electrovan的封闭式箱车。不过，由于成本高昂，燃料电池中使用的催化剂铂金的成本足以在当时买下一批小规模的运输车队，因此氢燃料电池汽车被通用搁置。

在中国，氢燃料电池汽车技术的投入也不算晚。1986年3月，国家高技术研究发展计划（863计划）正式推出，其中已经包括了燃料电池技术开发，而据行业人士回溯，在2003年左右，国内已经开始投入氢燃料电池发动机的测试。2006年，同济大学汽车学院开始自主研发氢燃料电池车超越一号。

2013 年，四部委联合下发的《关于继续开展新能源汽车推广应用工作的通知》，明确提出针对新能源汽车的补贴标准要逐年退坡。

而到了2015年，四部委在《关于2016-2020 年新能源汽车推广应用财政支持政策的通知》中，明确将燃料电池汽车排除在2017－2020 年车型补助退坡的范围之外。这就意味着从2016 年-2020 年，燃料电池车型的补贴将以以下准维持不变：乘用车20万元元/辆， 轻型客货车30万元/辆， 大中型客车、中重型货车50万元/辆。

FCV80售价

2017年的广州车展上，上汽大通FCV80公布的售价佐证了中国政府对于氢燃料电池产业的投入决心。标价130万元的FCV80，在国家与地方进行1:1补贴之后，仅售30万元。也就是说，每辆氢燃料电池车获得的单纯财政补贴可以高达100万元。

财政补贴并未止于此，对于新建符合国家技术标准，且加氢能力不少于200公斤的加氢站，国家也将直接奖励400万元。

此外，除了真金白银的财政扶持，国家又在“节能与新能源汽车技术路线图”明确提出：

到2020 年实现 5000 辆级规模氢燃料电池车在特定地区公共服务用车领域的示范应用，建成 100 座加氢站；

2025 年实现 5 万辆规模的应用，建成 300 座加氢站；

2030 年实现百万辆燃料电池汽车的商业化应用，建成 1000 座加氢站。

“重赏”之下必有勇士。根据2017年推荐目录里的车型数据，中国企业已经开始稳步推进氢燃料电池汽车，其中，上汽大通、北汽福田、郑州宇通、南京金龙等商用车大厂均推出了燃料电池商用车型，并已进入试运营阶段。

而上汽大通姜炜透露，目前大通的FCV80也已经实际交付100辆，在上海、佛山以及大连抚顺展开运营，今年的目标是交付500台。

除了前端整车企业的积极投入，在核心零部件领域，国内既有大连新源动力这样深耕十几年的老牌企业，也有氢璞创能、广东泰罗斯这样的初创公司，来共同推动自主技术的研发和升级，同时，还有广东国鸿、亿华通等公司通过与巴拉德等国际燃料电池公司进行合作，推出能够快速落地的氢燃料动力系统方案。

补贴历来是推动产业早期发展的利器，这一策略在国外也经常被采用。

据了解，日本政府在2014年推出针对燃料电池汽车的财政补贴计划，将为每辆车提供200万-300万日元(约合人民币12万-18万元)的补助金，一直持续至今。而韩国政府也在2015年推出了财政补贴计划，采用国家与地方100:50的比例为燃料电池汽车提供补贴，从现代NEXO官网披露的信息来看，每辆车可以获得3500万韩元（约21万元）的补贴。

现代汽车官网披露的补贴信息

但无论是面临技术差距还是基础实施困境，包括姜炜、张锐明等在内的从业者，都对中国的氢燃料汽车产业保持了乐观态度。“以前氢燃料电池技术之所以发展较慢，是因为国内缺乏这方面的需求，现在政策补贴和产业拉动下，需求会慢慢起来，而技术的研发进度就会随之加快。”姜炜说。

一向保持学者谨慎态度的张锐明甚至给出了明确的预期，“如果产业政策支持、资本热度能够保持，国内氢燃料汽车大规模应用很快就可以实现，有可能是3、5年。”

来源｜NEV节能与新能源汽车

编辑｜南海丹灶微信编辑团队