引言：相比純電動(dòng)汽車的發(fā)展，燃料電池汽車在中國(guó)還處在萌芽階段。隨著電動(dòng)汽車補(bǔ)貼退坡加速，燃料電池車較高的補(bǔ)貼額度會(huì)逐漸彌補(bǔ)之前價(jià)格高的劣勢(shì)，鼓勵(lì)企業(yè)加大對(duì)燃料電池車的研發(fā)投入，燃料電池汽車將迎來(lái)發(fā)展曙光。

燃料電池系統(tǒng)

燃料電池的工作原理是通過(guò)將燃料的化學(xué)反應(yīng)直接轉(zhuǎn)化成電能。按照電解質(zhì)的不同，目前研發(fā)的類型為質(zhì)子交換膜燃料電池、固體氧化物燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池、磷酸燃料電池和堿性燃料電池等。

以質(zhì)子交換膜燃料電池為例，當(dāng)燃料罐內(nèi)的氫氣與空氣的氧氣在電解質(zhì)膜上發(fā)生反應(yīng)，形成電流進(jìn)而轉(zhuǎn)化成動(dòng)能，同時(shí)產(chǎn)生水。

質(zhì)子交換膜燃料電池結(jié)構(gòu)

燃料電池汽車以其零污染的特性成為新能源汽車發(fā)展最可靠方向，而驅(qū)動(dòng)車輛行駛的燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)主要包括燃料電池系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制系統(tǒng)，整車控制系統(tǒng)、輔助電源、儲(chǔ)氫裝置。

燃料電池優(yōu)勢(shì)

除卻我們所熟悉的燃料電池車零污染的優(yōu)勢(shì)外，其還擁有效率高、噪聲低、安全性高、能量補(bǔ)給快，能量密度高、使用壽命長(zhǎng)等這些為普通消費(fèi)者所不熟知的優(yōu)勢(shì)。對(duì)于節(jié)能減排、綠色環(huán)保出行來(lái)講，燃料電池車無(wú)疑是最佳選擇。

在安全方面。燃料電池是開放體系，氫和氧要遠(yuǎn)遠(yuǎn)不斷的輸入到電堆里面，所以它的密封和存儲(chǔ)是比較關(guān)鍵的。動(dòng)力電池，它的電解液是不能隨便泄漏的，泄漏很容易著火。燃料電池的電堆，如果把氫氣切斷之后電堆本身是安全的。

在成本方面，電池系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，沒有貴金屬，成本也比較低；燃料電池現(xiàn)在的貴金屬鉑，成本高一些。

純電動(dòng)車的電能補(bǔ)充快則需要一兩個(gè)小時(shí)，慢則最少也要6小時(shí)。此外純電動(dòng)還存在里程焦慮的問(wèn)題，而燃料電池車則擁有更優(yōu)秀的續(xù)航能力，可達(dá)到600公里。

此外在燃料補(bǔ)給上，燃料電池車擁有傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)燃料補(bǔ)給的快捷性。

相較于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)擁有10年的使用壽命，純電動(dòng)車的鋰電池3-5年的時(shí)長(zhǎng)，燃料電池汽車在這一點(diǎn)上可以說(shuō)是表現(xiàn)卓越。在理論上，如果電解質(zhì)膜不會(huì)損壞，可以長(zhǎng)期使用。另外目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上純電動(dòng)車的能量密度大約在140Wh/kg，特斯拉為230Wh/kg，但根據(jù)《促進(jìn)汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》，到2020年，動(dòng)力電池單體比能量要做到350Wh/kg，僅兩三年時(shí)間就實(shí)現(xiàn)電池能量密度的翻倍，這對(duì)行業(yè)來(lái)說(shuō)是不小挑戰(zhàn)。不過(guò)燃料電池的能量密度卻可達(dá)到300-500 Wh/kg，對(duì)于國(guó)家制定的2020動(dòng)力電池能力密度目標(biāo)可輕松實(shí)現(xiàn)。

從環(huán)境污染問(wèn)題上來(lái)看，純電動(dòng)車以及燃料電池車為主代表的新能源車無(wú)疑占據(jù)了上風(fēng)。而依靠電網(wǎng)充電的純電動(dòng)車型在高峰用電時(shí)期也會(huì)造成能源的浪費(fèi)。此外在燃料補(bǔ)給上，燃料電池車擁有傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)燃料補(bǔ)給的快捷性。

純電動(dòng)車的電能補(bǔ)充快則需要一兩個(gè)小時(shí)，慢則最少也要6小時(shí)。此外純電動(dòng)還存在里程焦慮的問(wèn)題，而燃料電池車則擁有更優(yōu)秀的續(xù)航能力，可達(dá)到600公里。

相較于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)擁有10年的使用壽命，純電動(dòng)車的鋰電池3-5年的時(shí)長(zhǎng)，燃料電池汽車在這一點(diǎn)上可以說(shuō)是表現(xiàn)卓越。在理論上，如果電解質(zhì)膜不會(huì)損壞，可以長(zhǎng)期使用。另外目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上純電動(dòng)車的能量密度大約在140Wh/kg，特斯拉為230Wh/kg，但根據(jù)《促進(jìn)汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》，到2020年，動(dòng)力電池單體比能量要做到350Wh/kg，僅兩三年時(shí)間就實(shí)現(xiàn)電池能量密度的翻倍，這對(duì)行業(yè)來(lái)說(shuō)是不小挑戰(zhàn)。不過(guò)燃料電池的能量密度卻可達(dá)到300-500 Wh/kg，對(duì)于國(guó)家制定的2020動(dòng)力電池能力密度目標(biāo)可輕松實(shí)現(xiàn)。

氫燃料電池汽車發(fā)展的關(guān)鍵

一是電池、整車的性能；

二是成本，氫燃料電池的成本并不便宜。貴在關(guān)鍵部件，如全氟膜、鉑催化劑等。

三是配套的加氫站建設(shè)。

燃料電池技術(shù)挑戰(zhàn)

雖然目前燃料電池的關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)獲得突破，并已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化導(dǎo)入初期期，但放眼全球市場(chǎng)僅有豐田的Mirai、本田的Clarity以及現(xiàn)代的ix35。豐田在燃料電池汽車上的研發(fā)已經(jīng)歷經(jīng)數(shù)載，直至2014年的年末才進(jìn)入到量產(chǎn)階段，可見對(duì)于燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)上的研發(fā)歷經(jīng)了多少曲折。

雖然氫燃料電池汽車（FCV）作為新能源汽車中比較小眾的角色，并沒有獲得市場(chǎng)的廣泛關(guān)注，然而，2016 年 FCV 的銷量卻有了大幅增長(zhǎng)。據(jù)汽車媒體 EV Sales 近期發(fā)布的數(shù)據(jù)，去年 FCV 注冊(cè)數(shù)量為 2312 輛，與 2015 年相比，增幅為 225%。其中豐田占據(jù)88%氫燃料電池汽車（FCV）銷量，處主導(dǎo)地位。

（豐田Mirai ）

國(guó)內(nèi)燃料電池汽車的發(fā)展曾經(jīng)在07年進(jìn)入一段快速發(fā)展期，但隨后的表現(xiàn)并不盡如人意。這其中從技術(shù)到配套設(shè)施等多方面均在制約著燃料電池汽車的發(fā)展。

燃料電池堆的技術(shù)不能滿足當(dāng)前汽車復(fù)雜工況的需要，還有輔助系統(tǒng)沒有針對(duì)燃料電池的特殊需求，技術(shù)也跟不上，所以成本就高了。還有就是配套設(shè)施也極不完善，相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也不完備。另外居高不下的研發(fā)成本也導(dǎo)致消費(fèi)者購(gòu)車成本大幅增加。一輛燃料電池汽車的購(gòu)車成本直指B級(jí)甚或C級(jí)低端車。較高的購(gòu)車成本也導(dǎo)致燃料電池汽車不能普及。

重點(diǎn)降低成本是生產(chǎn)線的建立，現(xiàn)在燃料電池車還不能像燃油車那樣一分鐘一輛在生產(chǎn)線上進(jìn)行生產(chǎn)，所以生產(chǎn)線的建立，車和各個(gè)關(guān)鍵零部件生產(chǎn)線的建立還是很艱巨的一個(gè)任務(wù)。

燃料電池車大規(guī)模商業(yè)化的問(wèn)題有兩件事情，一個(gè)是加氫站的建設(shè)，一個(gè)是進(jìn)一步提高燃料電池的可靠性和耐久性，同時(shí)降低鉑用量，使鉑的用量能跟汽車尾氣凈化器的貴金屬用量差不多，這樣才能實(shí)現(xiàn)全面商業(yè)化。

政策助力，燃料電池汽車迎發(fā)展機(jī)遇

中國(guó)氫燃料電池汽車不斷迎來(lái)政策利好，在《中國(guó)制造2025》、《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃（2016-2030年）》、《國(guó)家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略綱要》以及《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》中均提出將氫能、燃料電池技術(shù)、燃料電池汽車等作為重點(diǎn)發(fā)展任務(wù)。

《“十三五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》對(duì)燃料電池車的發(fā)展寄予厚望，提出要系統(tǒng)推進(jìn)燃料電池車的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化;推動(dòng)高性能低成本燃料電池材料和系統(tǒng)關(guān)鍵部件研發(fā);推動(dòng)車載儲(chǔ)氫系統(tǒng)以及氫制備、儲(chǔ)運(yùn)和加注技術(shù)發(fā)展，推進(jìn)加氫站建設(shè)。規(guī)劃還明確，到2020年，要實(shí)現(xiàn)燃料電池車批量生產(chǎn)和規(guī)?；痉稇?yīng)用。

在今年新能源汽車補(bǔ)貼調(diào)整中，燃料電池車受益力度最大，繼續(xù)凸顯了政策支持的熱情。燃料電池補(bǔ)貼延續(xù)至2020年不退坡的政策，對(duì)于燃料電池乘用車，給予20萬(wàn)元/輛補(bǔ)貼;對(duì)于燃料電池小型貨車、客車，給予30萬(wàn)/輛補(bǔ)貼;對(duì)于燃料電池大中型客車，中重型貨車，給予50萬(wàn)/輛補(bǔ)貼。

在業(yè)內(nèi)看來(lái)，隨著電動(dòng)汽車補(bǔ)貼退坡加速，燃料電池車較高的補(bǔ)貼額度會(huì)逐漸彌補(bǔ)之前價(jià)格高的劣勢(shì)，鼓勵(lì)企業(yè)加大對(duì)燃料電池車的研發(fā)投入，2017年將有更多燃料電池車型出現(xiàn)。

10月26日，中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)發(fā)布的節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖中提及，2020年、2025年和2030年，中國(guó)燃料電池汽車的規(guī)模將分別達(dá)到5000輛、5萬(wàn)輛以及百萬(wàn)輛。

由于氫燃料電池汽車在短期內(nèi)不賺錢，無(wú)論是私企還是國(guó)企都不想在關(guān)鍵技術(shù)上投資建廠。未來(lái)應(yīng)堅(jiān)持研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化同步推進(jìn)，一是國(guó)家要?jiǎng)訂T私營(yíng)企業(yè)或國(guó)有企業(yè)在關(guān)鍵材料領(lǐng)域投資建設(shè)生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)原材料自給自足，讓成本能大幅度下降。二是要盡快進(jìn)行可靠性和耐久性實(shí)驗(yàn)，把產(chǎn)品壽命提升到國(guó)際水平。

小結(jié)：中國(guó)不應(yīng)該放棄燃料電池汽車，一旦燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化有所突破，我們可能面臨戰(zhàn)略失誤帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。國(guó)家將氫燃料電池的發(fā)展提升到前所未有的高度，相信資金、技術(shù)等各個(gè)方面都會(huì)關(guān)注并跟進(jìn)，燃料電池汽車發(fā)展一定會(huì)取得成果。