我国燃料电池车技术和产业现状

根据日本某企业在《2015年燃料电池相关技术及市场展望》中预测，到2030年燃料电池汽车全球市场规模将超过198万-199万辆，总金额将达4.75万亿日元（约2400亿元人民币），如果再加上家庭、企事业单位用燃料电池系统，全球市场规模将达6.49万亿日元（约3300亿元人民币）。面对千亿市场，与国外相比，我国燃料电池汽车产业发展如何呢？

　　1.发展现状

　　在国家“863”计划“十·五”电动汽车重大科技专项、“十一·五”节能与新能源汽车重大项目、“十二·五”电动汽车关键技术与系统集成重大项目的支持下，通过产学研联合研发团队的刻苦攻关，我国的燃料电池电动汽车技术研发取得重大进展，初步掌握了燃料电池电堆和关键材料、动力系统与核心部件、整车集成和氢能基础设施的核心技术，基本建立具有自主知识产权的燃料电池轿车与燃料电池城市客车动力系统技术平台，也初步形成燃料电池发动机、动力电池、DC/DC变换器、驱动电机、供氢系统等关键零部件的配套研发体系，实现百辆级动力系统与整车的生产能力，先后在北京奥运会和上海世博会上进行示范运行。

2013年上汽制定的燃料电池轿车发展规划图

中国燃料电池客车的发展历程

　　2.技术和产业分析

　　我国燃料电池轿车和国外典型产品的性能对比，在整车总布置、动力性、经济性、续驶里程等方面与国际的差距不大，混合动力系统集成和控制的水平差距也不大。但是燃料电池发动机的功率明显低于国外水平，国内典型轿车例如上汽的燃料电池发动机在35~50kW左右，但是国外的基本在90~100kW的水平。根本原因在我国装车的燃料电池发动机的体积比功率密度远远低于国外先进水平，而轿车可以提供燃料电池安装空间有限，从而限制了我们的燃料电池发动机的总功率。尽管在“十二五”期间我国已经突破了金属双极板电堆的关键技术，样堆的功率密度达到了2kW/L，但是该电堆还没有形成完整的燃料电池发动机并装车。

　　预计“十三·五”期间该差距将明显缩短，从而可以提高我国轿车燃料电池发动机的整体功率水平。

　　我国燃料电池城市客车性能多数指标（加速时间、最高车速、续驶里程、氢气消耗量等）和国外产品水平相当，其中氢耗指标和整车成本还有一定优势。我国的客车的燃料电池混合动力系统的构型和集成水平在国际上是处于先进水平，但是由于我国的燃料电池发动机本身的耐久性和国外相比还比较低，使得我国燃料电池客车耐久性(3000h)和寿命明显低于国外燃料电池客车(10000h)的水平。

目前我国已经装车的燃料电池发动机，尚未采用高功率密度的金属双极板，而采用的是碳板或者复合板。与国外采用碳板或者复合板的燃料电池发动机相比，我们的发动机功率密度基本相当，在1kW/L的水平；但与采用金属双极板的电堆相比，功率密度差距明显；国外基本在2.5kW/L~3kW/L的水平。我国的燃料电池发动机的耐久性和国外有明显的差距，国外的电堆在客车工况下已经寿命达到了18000小时，我们的电堆寿命还只有几千小时。

　　在燃料电池发动机关键零部件方面，我国与国外水平相比差距较大，基本没有成熟产品，产业链配套体系很不完善，具体情况如表20所示，而这些附件非常重要，是影响电堆性能和寿命的关键。其中空压机组件（包括空压机加上空压机电机等）不仅是限制燃料电池发动机功率密度（从而降低成本）的重要原因之一，也是影响发动机的可靠性和耐久性的重要部件。又如氢气再循环泵是解决电堆水管理的重要部件，也是影响燃料电池发动机的耐久性的重要部件，但是我国尚未有研发并批量生产的企业，需要针对这些零部件开展研制攻关和国际合作。

我国燃料电池发动机、燃料电池轿车与燃料电池客车的对标(与DOE2020目标)

燃料电池发动机零部件的国内外性能对比

　　世界主要汽车工业发达国家都制定了氢能基础设施的发展技术路线图，并由能源公司牵头大力建设加氢站等基础设施。我国目前还没有明确的加氢站等基础设施的建设规划。国外已经发展到70MPa的车载储氢系统和对应的加氢站，我国目前还只有35MPa，也限制车载氢系统的储氢能力。

现有各国加氢站规划对比

　　3.氢燃料电池汽车及纯电动/混合动力汽车的国内发展情况

　　国内政策逐渐减小对锂离子电池的扶持力度，对氢燃料电池的扶持力度保持不变。

　　财政部、科技部、工信部和发改委联合发布的下一届阶段新能源汽车补贴政策《关于2016-2020年新能源汽车推广应用财政支持政策的通知》（财建[2015]134号）中关于补贴标准有明确规定：“2017－2020年除燃料电池汽车外其他车型补助标准适当退坡，其中：2017－2018年补助标准在2016年基础上下降20%，2019－2020年补助标准在2016年基础上下降40%。”具体补贴标准见下表。纯电动、插电式混合动力等客车推广应用补助标准（单位：万元/辆）

　　以12米长纯电动续驶里程在250km以上的客车、单位载质量能量消耗量最（可拿到补贴最高）低为例，2016年的国家补助金额为50万/辆，2017-2018年的补助标准为40万/辆，2019-2020年补助标准为30万/辆。

另外，对于其他长度的客车，其补助标准相应有变化的。规定如下“6米及以下客车按照标准车0.2倍给予补助；6米＜车长≤8米客车按照标准车0.5倍给予补助；8米＜车长≤10米客车按照标准车0.8倍给予补助；12米以上、双层客车按照标准车1.2倍给予补助。”

　　以6-8米、续驶里程在250km以上的纯电动客车为例，如果单位载质量能耗最高则，2016年的补贴为25万/辆，2017-2018年为20万/辆，2019-2020年为15万/辆。

　　同样，对纯电动和插电式混合动力乘用车也有类似的规定。以续驶里程超过250km的纯电动乘用车为例，2016年补贴为5.5万/辆，2017-2018年补贴为4.4万/辆，2019-2020年补贴为3.3万/辆。

　　对燃料电池汽车的扶持力度保持不变，预计2020年后，燃料电池汽车的国家补助仍将继续，但力度可能减小。

　　工信部数据显示，2014年我国共生产8.39万新能源汽车（纯电动和插电式混合动力），而2015年1-7月我国共生产新能源汽车9.553万辆，同比增长2.5倍。可见经过前几年的示范推广，纯电动/插电式混合动力汽车的市场逐步形成。预计2015年底或2016年初达到20万辆的生产规模，可以认为进入市场导入期，逐渐减少补贴势在必行。

　　而同期，我国燃料电池汽车一直处于示范运行阶段。技术上仍在跟踪国际先进水平。

　　我国燃料电池轿车和国外典型产品的性能对比，在整车总布置、动力性、经济性、续驶里程等方面与国际的差距不大，混合动力系统集成和控制的水平差距也不大。但是燃料电池发动机的功率明显低于国外水平，国内典型轿车例如上汽的燃料电池发动机在35~50kW左右，但是国外的基本在90~100kW的水平。根本原因在我国装车的燃料电池发动机的体积比功率密度远远低于国外先进水平，而轿车可以提供燃料电池安装空间有限，从而限制了我们的燃料电池发动机的总功率。

　　通过北京奥运会、上海世博会和新加坡青奥会的示范运行，我国燃料电池城市客车性能多数指标（加速时间、最高车速、续驶里程、氢气消耗量等）和国外产品水平相当，其中氢耗指标和整车成本还有一定优势。我国客车的燃料电池混合动力系统的构型和集成水平在国际上是处于先进水平，但是由于我国的燃料电池发动机本身的耐久性和国外相比还比较低，使得我国燃料电池客车耐久性(3000h)和寿命明显低于国外燃料电池客车(10000h)的水平。2015年，我国最大的一笔商业化燃料电池汽车订单就是28辆燃料电池客车。关键零部件方面，我国燃料电池系统的耐久性与国外相比存在差距较大，电堆的寿命尚未超过5000小时，而国外的电堆则达到15000小时。

　　4.新能源客车发展情况

　　根据中国汽车工业协会发布的数据显示，2014年我国客车整车累计销售为52.96万辆，同比增长10.73%。2005-2014年中国客车销量及增速情况见下表。

　　可见，未来10年之内，我国的客车市场仍将处于增长期。

　　交通运输部《关于加快推进新能源汽车在交通运输行业推广应用的实施意见》（交运发〔2015〕34号）中明确提出“到2020年，新能源城市公交车达到20万辆，新能源出租汽车和城市物流配送车辆共达到10万辆。”根据前一阶段，我国新能源汽车发展的情况来看，2014年，我国新能源客车市场占有量达到5.6%，超过3万辆。

　　因此可以预见，下一阶段我国燃料电池客车的发展速度将大大超过燃料电池乘用车的发展速度。