國(guó)內(nèi)氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展前景

文|科普面面觀

編輯|科普面面觀

引言：

隨著全球環(huán)境問(wèn)題日益突出，清潔能源汽車逐漸成為汽車產(chǎn)業(yè)的主流方向。氫燃料電池汽車是清潔能源汽車的一種，具有零排放、高效率、快速加注等優(yōu)點(diǎn)。目前，國(guó)內(nèi)氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)尚處于起步階段，但政策扶持、市場(chǎng)需求等因素促進(jìn)了其發(fā)展。

本文系統(tǒng)地研究了國(guó)內(nèi)氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展前景，通過(guò)深入探討關(guān)鍵技術(shù)和材料、市場(chǎng)分析、政策環(huán)境、風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)、發(fā)展建議等方面，對(duì)氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀和未來(lái)進(jìn)行了深入剖析。研究發(fā)現(xiàn)，雖然氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)在國(guó)內(nèi)尚處于起步階段，但其未來(lái)具有巨大的發(fā)展?jié)摿颓熬啊?/strong>

關(guān)鍵技術(shù)和材料

氫燃料電池的核心技術(shù)是利用氫氣和氧氣在催化劑的作用下，產(chǎn)生電能的化學(xué)反應(yīng)。氫氣從氫氣貯存罐中流入正極（陽(yáng)極），氧氣從氧氣貯存罐中流入負(fù)極（陰極），在電解質(zhì)膜中發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，將氫氣和氧氣轉(zhuǎn)化為水，同時(shí)釋放出電子，經(jīng)過(guò)外部電路后產(chǎn)生電流。

氫燃料電池主要分為質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）和固體氧化物燃料電池（SOFC）兩種類型。PEMFC 是目前研究最為廣泛的類型，其具有體積小、啟動(dòng)快、效率高等優(yōu)點(diǎn)，適用于輕型汽車和輕型商用車等市場(chǎng)。

而SOFC 由于其高溫工作特性，可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)部重整，能夠直接利用甲烷等廢氣產(chǎn)生的氫氣，因此適用于重型汽車、燃?xì)廨啓C(jī)和分布式能源等領(lǐng)域。

氫燃料電池汽車的關(guān)鍵部件及其國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

氫燃料電池汽車的關(guān)鍵部件包括氫氣貯存罐、氫氣凈化器、氫氣泵、氫氣流量計(jì)、氧氣流量計(jì)、氧氣泵、電解質(zhì)膜、陽(yáng)極催化劑、陰極催化劑等。

其中氫氣貯存罐是氫燃料電池汽車最為重要的部件之一，目前主要采用高壓氣體儲(chǔ)存技術(shù)，通過(guò)壓縮將氫氣存儲(chǔ)在高壓氣瓶中，提供給燃料電池系統(tǒng)反應(yīng)產(chǎn)生電能。

在國(guó)內(nèi)氫燃料電池汽車的關(guān)鍵部件主要依賴進(jìn)口。然而隨著國(guó)內(nèi)企業(yè)的加強(qiáng)研發(fā)和生產(chǎn)能力，國(guó)產(chǎn)化率正在逐步提高。

比如國(guó)內(nèi)企業(yè)北汽新能源、長(zhǎng)安汽車、吉利汽車等都已經(jīng)推出了自主研發(fā)的氫燃料電池汽車，并開(kāi)始批量生產(chǎn)銷售。并逐步建立了相關(guān)的產(chǎn)業(yè)鏈。一些新興企業(yè)如蔚來(lái)、小鵬等也在積極布局氫燃料電池汽車領(lǐng)域。

氫氣存儲(chǔ)罐的制造技術(shù)還處于起步階段，主要由一些新興企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)提供。目前，國(guó)內(nèi)的氫氣存儲(chǔ)罐制造商主要集中在北京、上海、廣東等地。北京科技大學(xué)、清華大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院等科研機(jī)構(gòu)在氫氣存儲(chǔ)罐技術(shù)方面取得了一些研究成果，但與國(guó)外的巨頭相比，還存在一定的差距。

因此在氫氣存儲(chǔ)罐技術(shù)上，國(guó)內(nèi)企業(yè)需要加快技術(shù)研發(fā)，提升自身技術(shù)實(shí)力，才能夠在國(guó)際市場(chǎng)上有所競(jìng)爭(zhēng)力。

在國(guó)外氫燃料電池汽車的關(guān)鍵部件主要由日本、韓國(guó)和歐美國(guó)家等發(fā)達(dá)國(guó)家的企業(yè)掌握。豐田、本田、日產(chǎn)、現(xiàn)代等汽車巨頭都已經(jīng)投入大量資金用于氫燃料電池汽車的研發(fā)和生產(chǎn)，并在市場(chǎng)上取得了一定的成績(jī)。

歐美國(guó)家的知名公司如戴姆勒、通用、福特、寶馬等也加入了這一領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)，推出了自己的氫燃料電池汽車產(chǎn)品。日本的氫能源系統(tǒng)公司、韓國(guó)的斯坦福合成化學(xué)公司、法國(guó)的艾利斯公司等企業(yè)都已經(jīng)取得了重要進(jìn)展，他們的氫氣存儲(chǔ)罐技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了商業(yè)化應(yīng)用的水平。

雖然國(guó)內(nèi)的氫燃料電池汽車領(lǐng)域相對(duì)于國(guó)外還有很大的差距，但是在一些關(guān)鍵技術(shù)方面已經(jīng)開(kāi)始取得一定的成果，比如說(shuō)氫氣供應(yīng)系統(tǒng)、燃料電池系統(tǒng)和電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的等，相關(guān)的產(chǎn)品都已經(jīng)推向市場(chǎng)。隨著國(guó)家對(duì)氫燃料電池汽車的重視度越來(lái)越高，相信國(guó)內(nèi)的氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)也將迎來(lái)更加廣闊的發(fā)展前景。

市場(chǎng)分析

全球氫燃料電池汽車市場(chǎng)仍處于起步階段，根據(jù)國(guó)際能源署的數(shù)據(jù)，2019年全球氫燃料電池汽車保有量約為2萬(wàn)輛，而電動(dòng)汽車保有量已經(jīng)超過(guò)700萬(wàn)輛。但是氫燃料電池汽車擁有長(zhǎng)續(xù)航里程、快速加注、零排放等優(yōu)勢(shì)，被視為電動(dòng)汽車的重要補(bǔ)充，未來(lái)具有廣闊的市場(chǎng)前景。

2019年，全球氫燃料電池汽車銷量約為7500輛，其中日本、韓國(guó)和歐洲分別占據(jù)了70%、19%和8%的市場(chǎng)份額。在中國(guó)，氫燃料電池汽車市場(chǎng)也在逐步發(fā)展，政府出臺(tái)了一系列的政策和計(jì)劃來(lái)推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，如《氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》等。

截至2021年，國(guó)內(nèi)已有多個(gè)省市開(kāi)展氫能產(chǎn)業(yè)布局，涉及氫燃料電池汽車、氫能生產(chǎn)和加氫設(shè)施等領(lǐng)域。氫燃料電池汽車具有綠色、環(huán)保、高效等特點(diǎn)，未來(lái)有望在城市公共交通、物流配送、城際旅游等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。隨著氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，氫燃料電池汽車的成本逐漸下降，加氫設(shè)施也將逐漸普及。

在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局方面，目前國(guó)外主要的氫燃料電池汽車制造商為日本的豐田和本田、韓國(guó)的現(xiàn)代和起亞以及歐美的特斯拉和福特等。

國(guó)內(nèi)主要是上汽集團(tuán)、一汽集團(tuán)等大型汽車企業(yè)。隨著氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外的制造商將加快氫燃料電池汽車的研發(fā)和生產(chǎn)，并逐步降低氫燃料電池汽車的制造成本。

預(yù)計(jì)在未來(lái)幾年內(nèi)，氫燃料電池汽車的市場(chǎng)規(guī)模將持續(xù)擴(kuò)大，市場(chǎng)需求將逐步增強(qiáng)。此外，政策的支持和配套設(shè)施的建設(shè)也將有助于推動(dòng)氫燃料電池汽車市場(chǎng)的發(fā)展。

氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)且粋€(gè)涉及多個(gè)領(lǐng)域的綜合性產(chǎn)業(yè)鏈。從氫能源生產(chǎn)到氫燃料電池汽車的銷售，需要涉及氫能源生產(chǎn)、氫氣制備、氫氣存儲(chǔ)、氫氣運(yùn)輸、氫燃料電池堆制造、氫燃料電池汽車的設(shè)計(jì)和制造、氫燃料電池汽車充氫設(shè)施等多個(gè)環(huán)節(jié)。

中國(guó)政府已經(jīng)將氫能源列為國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，并出臺(tái)了一系列支持政策，為氫燃料電池汽車的發(fā)展提供了政策保障。一些地方政府也出臺(tái)了一些地方性的政策，如免費(fèi)提供氫燃料電池汽車的牌照等，以促進(jìn)氫燃料電池汽車市場(chǎng)的發(fā)展。

氫燃料電池汽車在國(guó)際市場(chǎng)也面臨著巨大的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。歐美和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)建立了較為完整的氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈，已經(jīng)形成了一定的市場(chǎng)規(guī)模和市場(chǎng)影響力。

但是由于氫燃料電池汽車制造技術(shù)和成本等方面的限制，其市場(chǎng)規(guī)模仍然較小。因此未來(lái)氫燃料電池汽車市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)將會(huì)更加激烈，市場(chǎng)格局也將會(huì)發(fā)生變化。

政策環(huán)境

隨著氫能技術(shù)的不斷成熟和氫燃料電池汽車的推廣應(yīng)用，國(guó)家對(duì)氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)的支持和鼓勵(lì)力度不斷加大。2016年，國(guó)務(wù)院發(fā)布了《推動(dòng)新能源汽車應(yīng)用推廣的指導(dǎo)意見(jiàn)》，明確提出要加快發(fā)展氫能源和氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)，推動(dòng)氫燃料電池汽車的商業(yè)化應(yīng)用。

此外，國(guó)家還出臺(tái)了一系列支持和鼓勵(lì)氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策，比如合適的財(cái)政補(bǔ)貼政、稅收優(yōu)惠政策、市場(chǎng)準(zhǔn)入政策等等。但與國(guó)外相比，仍然存在一定差距。

而國(guó)外的氫燃料電池汽車的相關(guān)政策和法規(guī)相對(duì)成熟。歐洲聯(lián)盟、日本和美國(guó)等國(guó)家和地區(qū)都已經(jīng)出臺(tái)了相關(guān)的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了氫燃料電池汽車的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、安全標(biāo)準(zhǔn)、排放標(biāo)準(zhǔn)等。國(guó)內(nèi)對(duì)氫燃料電池汽車的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)等方面的政策還需要進(jìn)一步完善。

2016年，國(guó)務(wù)院發(fā)布了《新能源汽車產(chǎn)業(yè)推廣計(jì)劃（2016-2020年）》，提出到2020年新能源汽車?yán)塾?jì)產(chǎn)銷量達(dá)到500萬(wàn)輛以上，其中包括氫燃料電池汽車。此外，2019年，財(cái)政部發(fā)布了《關(guān)于進(jìn)一步完善新能源汽車推廣應(yīng)用財(cái)政補(bǔ)貼政策的通知》，將對(duì)新能源汽車購(gòu)置稅優(yōu)惠和財(cái)政補(bǔ)貼進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，對(duì)氫燃料電池汽車的補(bǔ)貼也得到了逐步提高。

總的來(lái)說(shuō)，針對(duì)氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)的政策支持和法規(guī)建設(shè)還有待加強(qiáng)，需要加大對(duì)氫能產(chǎn)業(yè)的研究投入，加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)制定和產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)，提高氫能產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)和自主創(chuàng)新能力。

風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)

氫燃料電池汽車的發(fā)展面臨著一些主要的風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)。氫氣的儲(chǔ)存和運(yùn)輸仍然是一個(gè)問(wèn)題。目前，氫氣的儲(chǔ)存和運(yùn)輸技術(shù)仍然比較落后，需要投入大量資金和研究才能解決；制造成本仍然較高，需要不斷優(yōu)化制造工藝和提高生產(chǎn)效率才能降低成本；在市場(chǎng)上的推廣和普及也面臨著一些困難，需要消除消費(fèi)者的疑慮和提高公眾的認(rèn)可度。

氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)是一個(gè)技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，只有不斷推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新和加大研發(fā)投入才能保持行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，注重產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)和配套設(shè)施建設(shè)，加大市場(chǎng)推廣和公眾教育力度。提高消費(fèi)者的認(rèn)可度和接受度。

在氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展上，需要充分借鑒國(guó)外氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)和成功案例，結(jié)合國(guó)內(nèi)的實(shí)際情況，不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，提高產(chǎn)品質(zhì)量和競(jìng)爭(zhēng)力，以逐步實(shí)現(xiàn)氫燃料電池汽車的商業(yè)化應(yīng)用。

發(fā)展建議

根據(jù)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)顯示，目前全球氫燃料電池汽車的銷量約為1.44萬(wàn)輛，其中日本、韓國(guó)和美國(guó)是銷量最大的三個(gè)市場(chǎng)。市場(chǎng)分析機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，到2030年全球氫燃料電池汽車的銷量將超過(guò)200萬(wàn)輛。我國(guó)已經(jīng)建成了一批氫能產(chǎn)業(yè)園區(qū)和試點(diǎn)城市，推動(dòng)氫燃料電池汽車的示范應(yīng)用和推廣。

氫氣加氫站的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)方面，國(guó)內(nèi)外都存在較大的差距。目前全球氫氣加氫站的數(shù)量尚不足百個(gè)，其中大部分集中在日本和美國(guó)等少數(shù)幾個(gè)國(guó)家，而國(guó)內(nèi)氫氣加氫站的建設(shè)尚處于初級(jí)階段。

企業(yè)要加強(qiáng)核心技術(shù)的自主研發(fā)能力，提高氫燃料電池的效率和穩(wěn)定性，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同發(fā)展，提高整個(gè)產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

政策方面要出臺(tái)更加明確和有力的政策支持，加大對(duì)氫能產(chǎn)業(yè)的投資和扶持，為企業(yè)提供更多的資金和政策支持，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本和經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)，推動(dòng)氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。

未來(lái)氫燃料電池汽車將成為推動(dòng)清潔能源汽車發(fā)展的重要力量，也將在減少污染、緩解能源危機(jī)等方面起到重要的作用。

參考文獻(xiàn)

1.王國(guó)華，《氫能源在汽車領(lǐng)域中的應(yīng)用》，中國(guó)汽車工業(yè)出版社，2018年。

2.陸曉鳳，《氫燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)展望》，北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)，2017年。

3.李亞?wèn)|，《全球氫燃料電池汽車發(fā)展及我國(guó)氫能源產(chǎn)業(yè)分析》，中國(guó)電機(jī)工程，2019年。

4.張兆旭，《氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展前景》，中國(guó)新能源汽車，2020年。

5.劉海航，《氫能源在新能源汽車中的應(yīng)用前景分析》，新能源汽車技術(shù)，2019年。