你知道中國第一輛燃料電池汽車長什么樣嗎？

“確切地說，那不是汽車，更像是一座小型化工廠。”在科技部國家“863”計(jì)劃電動汽車重大科技專項(xiàng)王秉剛的記憶中，開動那輛樣車需要兩個班組，一組負(fù)責(zé)駕駛，另一組負(fù)責(zé)開關(guān)各種閥門。

王秉剛記憶中的“小型化工廠”，1998年由清華大學(xué)汽車工程系教授陳全世團(tuán)隊(duì)研制而成，“底座”是一輛高爾夫球車，靠一組5千瓦的燃料電池提供動力。

時隔20年，燃料電池汽車早已不是最初“小型化工廠”的模樣，不僅能上路運(yùn)行，銷量也初具規(guī)模：2018年，作為中國燃料電池汽車的主流類型，氫燃料電池汽車銷量達(dá)到1527輛，截至當(dāng)年，累計(jì)銷售近3500輛。

今年以來，氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)提速的信號。全國兩會期間，“氫能源”高居新能源汽車領(lǐng)域熱詞榜首，來自長城汽車、奇瑞汽車等企業(yè)的10多位代表委員提交氫能源汽車相關(guān)議案提案；4月下旬，特斯拉、蔚來相繼發(fā)生的純電動汽車起火事件，也讓產(chǎn)業(yè)界和資本市場開始將目光轉(zhuǎn)向氫能源汽車等其他分支。

然而，5月底南陽青年汽車的“水氫事件”，使剛剛升溫的氫燃料電池汽車陷入尷尬的輿論環(huán)境，引發(fā)了一系列質(zhì)疑：水氫是水變油的新騙局嗎？制氫技術(shù)靠譜嗎？氫燃料電池技術(shù)成熟了嗎？企業(yè)搞氫燃料電池汽車是為了騙取國家補(bǔ)貼嗎？

“從技術(shù)角度看，車用燃料電池技術(shù)再過五年左右就逐步走向成熟了。”中國科學(xué)院院士歐陽明高認(rèn)為，雖然存在一些渾水摸魚的亂象和技術(shù)爭議，但理性來看，新一代制氫技術(shù)在科學(xué)層面已經(jīng)有突破，接下來，“氫車”如何實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，是一個更為重要的問題。

三縱隊(duì)之一

氫燃料電池汽車是以氫氣為主要能源的汽車。傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)通常注入柴油或汽油，氫燃料電池汽車則改為輸入氣體氫，通過外電路從負(fù)極傳導(dǎo)至正極，產(chǎn)生電能驅(qū)動電機(jī)。

在我國的政策設(shè)計(jì)中，堅(jiān)持發(fā)展氫燃料電池汽車，早早地被賦予了搶占新能源技術(shù)制高點(diǎn)的戰(zhàn)略意義。

2001年，國家“863”計(jì)劃電動汽車重大專項(xiàng)啟動，科技部聘任十三位專家組成重大專項(xiàng)專家組，為中國新能源汽車發(fā)展提出了意義重大的“三縱三橫”總體路線，清晰地指明了新能源汽車研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化思路。

所謂“三橫”，指的是多能源動力總成控制系統(tǒng)、電機(jī)及其控制系統(tǒng)和電池及其管理系統(tǒng)，而“三縱”指的便是混合動力汽車、純電動汽車、燃料電池汽車。

一位專家組成員告訴《財(cái)經(jīng)國家周刊》記者，不像現(xiàn)在純電動汽車一枝獨(dú)秀的局面，18年前，國家新能源車發(fā)展的頂層設(shè)計(jì)，是希望混動汽車、純電汽車、氫燃料電池汽車三者協(xié)同發(fā)展。

此后，《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計(jì)劃（2016~2030年）》《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012~2020年）》等相關(guān)規(guī)劃，也都明確了氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略性地位，將發(fā)展氫能和氫燃料電池技術(shù)列為重點(diǎn)任務(wù)，將氫燃料電池汽車列為重點(diǎn)支持領(lǐng)域。

2017年11月，受國家制造強(qiáng)國建設(shè)戰(zhàn)略咨詢委員會、工業(yè)和信息化部委托，中國汽車工程學(xué)會發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》，進(jìn)一步明確了燃料電池汽車的發(fā)展目標(biāo)：2020年5000輛，2025年和2030年分別達(dá)到5萬輛和百萬輛。

清華大學(xué)教授李建秋告訴《財(cái)經(jīng)國家周刊》記者，在國家政策指導(dǎo)下，這18年來，氫燃料電池汽車的發(fā)展大致經(jīng)歷了四個階段：

第一個階段是2001年至2005年。這個階段以自由探索為主；第二階段是2005年至2010年，以2008年北京奧運(yùn)會為標(biāo)志，氫燃料電池汽車在路上真正跑完了整個春夏秋冬一年，基本驗(yàn)證了車本身的可行性及動力系統(tǒng)的可行性；第三階段是2010年至2015年，重點(diǎn)解決了成本實(shí)用化和可靠性問題，動力系統(tǒng)的探索基本結(jié)束。

2015年開始，氫燃料電池汽車進(jìn)入了第四個發(fā)展階段，李建秋說：“這一階段的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向了產(chǎn)業(yè)化，氫燃料電池開始在轎車、客車、物流車、有軌電車等多種車型上使用。”

不過相比其他兩“縱隊(duì)”尤其是純電動汽車，氫燃料電池汽車的產(chǎn)業(yè)化依然走得很慢，由此出現(xiàn)一些唱衰聲音。最明顯的對比是，2015年氫燃料電池汽車還在探索產(chǎn)業(yè)化路徑的時候，中國已經(jīng)依靠純電動汽車的強(qiáng)勁產(chǎn)銷量成為全球第一大新能源汽車市場。

商用領(lǐng)域“發(fā)芽”

2019年1月，在中國電動汽車百人會上，全國政協(xié)副主席、中國科協(xié)主席萬鋼表示，相對于遠(yuǎn)程公交、雙班出租、城市物流、長途運(yùn)輸?shù)纫恍┙煌ǚ绞剑剂想姵仄嚲哂星鍧崱⒘闩欧拧⒗m(xù)航里程長、加速時間短的特點(diǎn)，是適應(yīng)市場需求的最佳選擇，“所以我們要及時把產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)向燃料電池汽車拓展。”

綜合梳理可以發(fā)現(xiàn)，雖然步調(diào)不快，但2015年以后，我國氫燃料電池汽車的產(chǎn)業(yè)化還是開始“發(fā)芽”了。

車企層面，國內(nèi)諸如宇通、上汽、福田、長城、吉利商用車等已經(jīng)明確規(guī)劃，加大投入，推進(jìn)燃料電池汽車研發(fā)和產(chǎn)品的商業(yè)化。2018年2月，國家能源集團(tuán)還牽頭并聯(lián)合能源骨干企業(yè)、運(yùn)輸及相關(guān)制造業(yè)和院校，成立了國內(nèi)首個氫能和燃料電池產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。

區(qū)域?qū)用妫虾！V州、武漢、西安、杭州等十余座城市都已出臺政策支持氫燃料電池汽車發(fā)展。國內(nèi)形成了京津冀、長三角、珠三角、華中、西北、西南、東北等七大氫能產(chǎn)業(yè)集群。

資金層面，有資料顯示，包括氫能源小鎮(zhèn)與產(chǎn)業(yè)園、氫燃料電池整車、上游原材料項(xiàng)目等在內(nèi)，2018年國內(nèi)面向氫能源的投資規(guī)劃已經(jīng)超過了2000億元。

值得注意的是，與國外的產(chǎn)業(yè)化路徑不同，目前，我國燃料電池汽車的發(fā)展重心集中在商用車領(lǐng)域。

2018年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，燃料電池汽車銷量1527輛，其中客車1400余輛，貨車100余輛。“從2015年到現(xiàn)在的四年多時間里，我國氫燃料電池汽車在商用車領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)是全球第一。”李建秋說。

為何氫燃料電池汽車在中國首先落地在商用車上？

宇通客車相關(guān)負(fù)責(zé)人告訴《財(cái)經(jīng)國家周刊》記者，這其中有三個重要因素。第一，商用車有固定的運(yùn)營路線，便于加氫站的布設(shè)；第二，當(dāng)前階段商用車較乘用車更易于推廣應(yīng)用，示范帶動效應(yīng)好；第三，商用車排量大，節(jié)能減排效果顯著，符合中國國情。

在李建秋看來，當(dāng)前階段，在中國大部分地區(qū)，新能源乘用車應(yīng)該堅(jiān)持以純電動為主，要優(yōu)先發(fā)展動力電池的技術(shù)。氫燃料電池汽車可以根據(jù)本地的氫能源豐富情況，適度發(fā)展；在商業(yè)車領(lǐng)域，則可以全力發(fā)展燃料電池汽車。

成本居高不下

我國氫燃料電池汽車的產(chǎn)業(yè)化是否只能局限于商用車領(lǐng)域，為何乘用車方向的發(fā)展沒有和純電動汽車一樣大放光彩？

中汽協(xié)秘書長助理許海東告訴記者，氫燃料電池的確有很多突破性的創(chuàng)新和專利，但制約其下一步往乘用車領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵因素，是成本居高不下。

對比乘用車價格來看，市場上大部分國產(chǎn)純電動車在補(bǔ)貼后可低至10萬元左右，而豐田、本田在售幾款氫燃料乘用車型的售價高達(dá)50萬元，這還不算后續(xù)高昂的加氫成本。

氫燃料電池汽車為什么這么貴？

陳全世說，氫燃料電池汽車價格高，首先是因?yàn)橹茪涑杀靖摺．?dāng)下能夠規(guī)模化制氫的主要有天然氣制氫、煤制氫、甲醇制氫和電解水制氫等幾種方式。從工藝成熟度及成本來說，各有其優(yōu)劣勢，但不論哪種方法，都比發(fā)電的成本高出不少。

此外，氫燃料電池的核心部件包括電堆、膜電極、雙極板、質(zhì)子交換膜、催化劑、氣體擴(kuò)散層，等等。以質(zhì)子交換膜為例，根據(jù)市場現(xiàn)狀，1平方厘米的杜邦公司nafion膜(全氟磺酸離子交換膜)價格幾元甚至近十元，每一輛車需要平方米級別的質(zhì)子交換膜，按此計(jì)算，僅這一個部件，一輛車就得攤上幾萬元甚至十幾萬元的成本。

而制氫燃料電池用的催化劑，要用鉑金來做化學(xué)反應(yīng)，這種貴金屬目前全球年產(chǎn)量僅為200～300噸，其高昂價格大大增加了制氫成本。

“如果燃料電池堆的催化劑不能產(chǎn)業(yè)化，不能脫離鉑金，大規(guī)模生產(chǎn)幾乎是不可能的。”陳全世說。

比制氫成本更高的是儲運(yùn)成本。

張家港氫云新能源研究院院長魏蔚告訴本刊記者，氫原子在實(shí)際儲運(yùn)中存在儲放氫條件苛刻、易發(fā)生副反應(yīng)、短時間內(nèi)無法大規(guī)模應(yīng)用等問題，這就要求儲氫材料必須有較高的儲氫密度和安全性。

但由于技術(shù)限制，我國相關(guān)行業(yè)在保障儲氫罐高效、安全、低成本之間的平衡上還較為落后。

公開資料顯示，我國目前具備批量生產(chǎn)35MPaⅢ型儲氫氣瓶能力的企業(yè)不多，70MPaⅢ型瓶和下一代Ⅳ型瓶（塑料內(nèi)膽）幾乎沒有，而國外已普遍使用70MPaⅣ型瓶，重量更輕、循環(huán)壽命更長、成本更低。

壓縮氫氣只是第一步，后續(xù)的物流配送也存在低效的問題。“為了保證氫氣運(yùn)輸安全，我國規(guī)定運(yùn)輸氫氣的壓力并不太大，壓力低儲存量就少。”北京低碳清潔能源研究所氫能研發(fā)部經(jīng)理何廣利說。這導(dǎo)致固體儲氫單次運(yùn)輸氫氣少，運(yùn)輸距離短，耗費(fèi)大量人力、物力成本。

加氫站難落地

除了氫燃料技術(shù)層面的成本問題，目前我國氫能源基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)尤其是加氫站建設(shè)進(jìn)展較為緩慢，同樣制約了氫燃料電池汽車的發(fā)展步伐。

數(shù)據(jù)顯示，截至2018年12月，我國建成的加氫站有24座，在建30多座，主要分布于上海、江蘇、安徽、河南、廣東、成都等地。

水木通達(dá)運(yùn)輸有限公司總經(jīng)理吳曉核告訴《財(cái)經(jīng)國家周刊》記者，目前北京只有一座加氫站，預(yù)計(jì)2019年可以達(dá)到5座。這對于現(xiàn)在擁有160臺氫燃料電池汽車的水木通達(dá)而言，是一種極大的焦慮。

加氫站為什么沒能廣泛建起來？

和制氫儲氫一樣，最核心的問題是成本。中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員、全國燃料電池與液流電池標(biāo)準(zhǔn)委員會主任委員衣寶廉曾算過一筆賬，不算土地，一座日加能力為200公斤的加氫站，建設(shè)成本至少在1500萬元左右，遠(yuǎn)高于加油站和充電站。

在中國石油流通協(xié)會專家王維民看來，加氫站建設(shè)成本如此高，主要是技術(shù)短板所致。“加氫槍、泵、閥門等關(guān)鍵零部件高度依賴進(jìn)口，我國相關(guān)行業(yè)話語權(quán)較低。比如購買一條加氫槍就要10萬元，使用還得另付專利費(fèi)。”

除了設(shè)備和建設(shè)成本，土地費(fèi)用是另一個大負(fù)擔(dān)。目前合規(guī)的公共加氫站用地一般為3～5畝，企業(yè)建加氫站在審批過程中涉及安監(jiān)、住建、市場監(jiān)管等多部門，但究竟由誰牽頭主管、用地性質(zhì)如何確定等政策問題尚不明確。

吳曉核認(rèn)為，加氫站不會像電動車充電樁那樣冒出來很多企業(yè)，因?yàn)槌杀据^高，最終可能還是需要中石油、中石化等傳統(tǒng)能源巨頭來主導(dǎo)建設(shè)。

“單獨(dú)建設(shè)成本如此之高，一個加氫站建下來誰能受得了？”在具體的建設(shè)模式上，北京清華工業(yè)開發(fā)研究院副院長朱德權(quán)認(rèn)為，油氫混合站即在現(xiàn)有加油站內(nèi)布局加氫站，可能是未來的一個發(fā)展方向。

多位業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，50萬輛的規(guī)模是氫燃料電池汽車及基礎(chǔ)設(shè)施投資的盈虧平衡點(diǎn)。隨著燃料電池的輔助系統(tǒng)的批量制造，關(guān)鍵零部件包括空壓機(jī)、增濕器的批量化，燃料電池系統(tǒng)的成本可以大幅度下降，預(yù)計(jì)到2030年，整車成本將大幅降低。

避免走純電動的彎路

“對于我國氫燃料電池汽車的發(fā)展，可以借鑒日本的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，首先要有頂層設(shè)計(jì)。”清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院教授、全國氫能標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會主任毛宗強(qiáng)表示。

日本在2014年發(fā)布了《氫能源白皮書》，從國家層面推動氫的運(yùn)用以及對燃料電池汽車的普及進(jìn)行規(guī)劃，包括100座氫能源補(bǔ)給站、2020年前后實(shí)現(xiàn)氫能源汽車燃料耗費(fèi)價格與混合動力汽車基本齊平，等等。由于有政府層面的總體規(guī)劃，日本工業(yè)界、科研界等全社會的力量積極參與。

在行業(yè)專家看來，目前，我國純電動汽車產(chǎn)業(yè)在研發(fā)支持、政策扶持、市場準(zhǔn)入等方面基本形成了一套較完善的政策和標(biāo)準(zhǔn)體系，燃料電池汽車的標(biāo)準(zhǔn)體系則尚不清晰。

“水氫事件是一個警醒。”一位專家對記者說，燃料電池作為一種新興產(chǎn)業(yè)，從目前發(fā)展來看，既需要各種形式的補(bǔ)貼，又需要政府特定的行政和監(jiān)管手段來規(guī)范其健康發(fā)展，消除瓶頸，進(jìn)一步規(guī)范市場，因此，標(biāo)準(zhǔn)及測試評價體系的出臺迫在眉睫。

我國新能源領(lǐng)域不是沒吃過政策體系不完善的虧，以前幾年純電動汽車產(chǎn)業(yè)的“騙補(bǔ)事件”為例，國家雖然大力補(bǔ)貼新能源汽車產(chǎn)業(yè)，但卻沒有很嚴(yán)格的產(chǎn)品參數(shù)、質(zhì)量檢驗(yàn)等補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)區(qū)分，只要是“電動汽車”，在生產(chǎn)、銷售等環(huán)節(jié)采取一刀切的補(bǔ)貼。正是這種一刀切的補(bǔ)貼使得真正刻苦攻堅(jiān)，研發(fā)創(chuàng)新的企業(yè)吃了虧，卻肥了鉆了空子的車企。

在專家看來，為避免再走純電動汽車的彎路，國家應(yīng)該在具體政策的制定過程中吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，積極而謹(jǐn)慎。

在產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)層面，上汽集團(tuán)董事長陳虹認(rèn)為，應(yīng)加大燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈的研發(fā)支持力度，設(shè)立國家專項(xiàng)支持資金，或制定財(cái)稅優(yōu)惠政策，鼓勵企業(yè)加大投入，重點(diǎn)攻克基礎(chǔ)材料和關(guān)鍵部件的技術(shù)難關(guān)和產(chǎn)業(yè)化瓶頸，自主掌控核心技術(shù)和知識產(chǎn)權(quán)。

對于尤為關(guān)鍵的加氫站建設(shè)障礙問題，北汽集團(tuán)董事長徐和誼認(rèn)為，應(yīng)該加快加氫站的統(tǒng)一規(guī)劃，制定加氫站建設(shè)支持政策，推動加氫站的建設(shè)，以利于氫燃料車的推廣。

廣汽集團(tuán)黨委書記、董事長曾慶洪也認(rèn)為，需要落實(shí)加氫站規(guī)劃，加速制氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展，通過多種形式補(bǔ)貼，由點(diǎn)到面逐步加快加氫站布局與網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。

長城汽車副董事長、總裁王鳳英則提醒，推出涉及補(bǔ)貼的相關(guān)政策措施時，需要明確加氫站建設(shè)及運(yùn)營監(jiān)管的相關(guān)制度，對加氫站進(jìn)行有效管理，避免“建而不用”。