中国氢燃料电池汽车产业发展研究

2.2关键零部件和材料

中国在氢燃料电池电堆及其关键材料领域已初步形成产业链，但技术成熟度差距较大。

在技术路线方面，车用氢燃料电池电堆都选择了质子交换膜体系，金属板电极和石墨板电极并存。

目前国内具有完全自主知识产权的电堆主要由大连新源动力提供，国外企业通过在国内合资建厂组装电堆为国内系统企业提供电堆，但膜电极等核心零部件仍掌控在外方手中。

商用车的氢燃料电池系统采用的是石墨板或者复合板，还没有采用高功率密度的金属双极板。石墨板电堆在性能上近年来有较大提升，但与金属板电堆仍有显著的差别，虽然目前成本较低，但从加工便利性和材料发展趋势分析，金属板成本会低于石墨板。

在寿命方面，国产电堆寿命为几千小时，国外已经达到上万小时，但国外电堆对空气质量要求很高，能否适应国内空气质量条件尚有待验证。

在氢燃料电池关键材料和其他零部件方面，如催化剂、质子交换膜、碳纸、空压机、氢循环泵等方面，中国与国外水平相比仍存在较大差距，有能力配套的企业少，技术水平较低，大多属于空白或尚未成熟，需要采用进口材料，国际上也被少数企业垄断，价格极高。

从系统成本来看，目前成本在1～1.5万元/kW左右。

从发展阶段来看，目前中国氢燃料电池汽车具备小规模推广应用条件。

2.3加氢站

目前已经商业化运营的加氢站有2座，分别在北京和上海。已建成使用，尚未对外营业的加氢站有6座，分别在大连、佛山、云浮、中山、十堰、郑州等地，部分加氢站情况如下：

佛山云浮两市为加快氢燃料电池汽车推广应用，将合作推动15座加氢站的规划建设，计划2018年全部投入运行，构建科学合理的加氢站网络;

上海正在制定《上海市氢燃料电池汽车发展规划》，规划草稿计划2017～2020年在上海建设加氢站5～10座，2021～2025年在上海建成加氢站50座，充分利用上海工业副产氢资源，全面部署加氢站网络布局规划，推动环上海加氢站走廊、嘉定汽车城、迪士尼、虹桥机场、金山化工区、临港等示范区域加氢站的建设，突破氢燃料电池汽车示范运行瓶颈。

2.4运营

虽然中国氢气来源非常广泛，但车用高纯氢的来源并不丰富，价格没有优势。由于产业化应用的供应链体系未形成，导致加氢站建设缓慢，车用高纯氢价格过高。严重阻碍氢燃料电池汽车示范运营。

(1)国内车用高纯氢来源

中国的氢气生产主要来自煤、石油和天然气等化石燃料转化制氢，各种工业生产的尾气回收或焦化厂、氯碱厂副产氢以及水电解制氢等。由于储存和运输困难，大部分的氢气都采用就地制取和就近消费方式。

根据2007年统计数据，中国煤制氢713万吨、天然气制氢288万吨、重油制氢244万吨;副产氢资源中，炼焦和钢铁行业副产氢533万吨，制碱工业副产氢42万吨。

(2)车用油、电与氢使用成本对比

与传统车和电动车比较，氢燃料电池汽车的氢气成本相对较高，并不具有市场优势，这与高纯氢应用市场较小、厂家提纯副产氢时需要投资1000多万建设提纯设备有关。

在氢燃料电池汽车推广初期，除了专业气体公司，副产氢厂家并没有投资建设高纯氢的意愿，高纯氢的生产成本过高，不利于氢燃料电池汽车的推广应用。

(3)氢价组成分析

除了「出厂价+运费」的价格，氢价还应包括加氢站成本，如土地费用、加氢站建设折旧费用、加氢站人工费、运行维护费用等项。

以某公司投资为例：建设4800m^2，400kg/d，35MPa加氢站，总投资2500万元(含土地费200万元，设备费1500万元，余为基建费用)。加氢成本为3元/Nm^3，其中，所有投资折旧占加氢成本30%，加氢站操作人员费用占加氢成本30%，运行维护费用占加氢成本30%，余为其他费用。

从以上分析可知，实际氢价已远远超过商业运营能够承受的范围。

3.我国氢燃料电池汽车产业发展存在的主要问题

3.1产业链建设不完善，部分关键材料和零部件缺乏量产能力

目前，我国氢燃料电池汽车产业链已形成雏形，但产业链体系建设尚不完善，尤其是部分关键零部件和材料尚不具备量产能力，需要依赖进口，如质子交换膜、催化剂、碳纸/碳布、空压机、氢喷射泵等，进口价格高昂，阻碍了国内燃料电池产品的产业化进程。其中质子交换膜基本被杜邦、3M、戈尔公司等巨头垄断，进口价格高达600美元/m^2，国内公司的质子交换膜产品尚处于试验阶段。

在燃料电池产业起步初期，采用进口部件组装是可行路径之一。但若长期依赖进口，自主化水平得不到提升，燃料电池产业将陷入技术空心化境地。如果为了利用国家支持政策获得补贴，不深入研究技术，不严谨开发产品，将对燃料电池产业发展产生重大打击。

3.2氢源产业链尚未建立，车用高纯氢价格高昂

虽然我国氢气年产量已逾千万吨规模，位居世界第一，工业副产氢资源丰富，可再生能源弃电量庞大，为我国开展大规模副产氢提纯和电解水制氢工作提供了优势条件，但氢源产业链尚未建立完善。

目前国内从事氢气提纯的企业较少，生产规模不大，车用高纯氢产量不足，而且分布不均;国内氢气运输当前只能采用管束车或高压氢瓶运输，运输成本高昂。加氢站的关键零部件，如加氢枪、高压管线、管件、阀门等，当前仍需依赖进口，大幅度提高了建站成本，延长了建站周期。以上因素导致氢气终端销售价格居高不下，严重阻碍氢燃料电池汽车推广应用。

3.3政府鼓励氢燃料电池汽车产业发展，但缺乏配套措施

2016年12月，财政部等4部委发布《关于调整新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》，明确提出，除燃料电池汽车外，各类车型2019～2020年中央及地方补贴标准和上限，在现行标准基础上退坡20%。从补贴政策看，国家鼓励扶持燃料电池汽车产业的态度非常明确。

氢燃料电池汽车产业发展需要组合式扶持政策，不仅需要购置补贴，更需要在氢气制取、加氢站建设和车辆运营等多方面给予配合支持，如国家对充电基础设施建设有明确的鼓励政策，对于加氢站建设的支持原先有400万元的支持，却在后续政策中取消了。

3.4加氢站建设审批缺乏规范，企业面临重重困难

目前我国缺少国家层面的规范化的加氢站规划建设审批规定，地方在审批加氢站建设时无据可依，需要各自摸索，造成各地主管部门和审批流程不统一，企业需要耗费大量的人力物力和时间成本，与各个城市单独洽谈。

由于没有明确统一的流程，审批效率极其低下，国内加氢站从选址规划到建设完工，平均需要2年时间，甚至个别地方耗时5年还在推进过程中。

4.燃料电池汽车发展政策建议

4.1加强部际协同，完善顶层设计

发展氢能和氢燃料电池汽车产业需要发挥举国之力，进一步明确国家战略导向，构建高层次协调机制，在政策层面统一步调、形成合力、做好引导。

由于燃料电池产业链长，从研发制造、基础设施建设到消防安全、财政补贴，相关责任部门极多，在国家层面涉及发改委、工信部、科技部、能源局、公安部、财政部等多个部委，其中许多环节需要多个部门配合协同，制定出有针对性的、有效的、合理的支持政策。

在基础设施建设方面，对标日、美、德等国，由主管部委牵头，从上而下制定国家规划，充分组织协调能源、气体、汽车等有关大型企业，建立完善的加氢站建设、氢气供应、加氢站运营体系;同时明确地方加氢站建设审批主体、理顺责任关系、规范审批流程。

4.2突破核心技术，优势区域示范

在整车研究方面，应大力促进整车企业在燃料电池汽车方面的研发投入，以整车为龙头，带动整个产业链的建设和完善。

在系统研究方面，加大辅助系统关键零部件技术研发力度，重点突破空压机、氢气循环泵、增湿器、DC/DC变换器等关键零部件技术，进一步完善关键零部件技术链。开展氢燃料电池电堆、关键零部件、发动机系统集成等方面的测试技术和指标体系研究。

在电堆研究方面，加大关键材料和部件的基础研究投入，设立氢燃料电池重点创新工程专项，突破氢燃料电池电堆关键技术，重点突破催化剂、质子交换膜、膜电极、双极板等核心技术研究，提高电堆产品的性能和寿命，降低成本。

在示范推广方面，现阶段氢燃料电池汽车应重点在有一定技术和产业基础，而且氢源丰富的地区，有序开展氢能应用和氢燃料电池汽车示范运营。通过一定规模的使用促进技术、产业链成熟，加快提高燃料电池系统的性能水平，促进形成车用氢能供应体系，大幅降低车用氢能成本。

4.3法规标准，科学评估调整

目前我国氢能与燃料电池产业标准涉及汽车行业、电池行业和气体生产行业等，基本处于主管部门「各管一摊」局面，应由国家层面牵头，统筹协调各方标准诉求，促成机构间形成有效衔接，进一步完善我国氢能应用与燃料电池产业相关标准体系。

由于氢气一直作为高度危险品进行管理，部分标准与法规已与技术发展不相一致，应在经过严密验证后，科学评估安全风险，在保障安全的基础上，结合实际需要逐步适度调整。