氢燃料电池汽车价格是纯电动汽车2倍，前景在哪儿？

一则党报《水氢发动机在南阳下线，市委书记点赞！》的不专业报道近日引发网络热议，带着全民又温习了一遍物理、化学知识，让氢作为未来能源再次蹿红。

氢是宇宙中最常见的元素，可以通过化石能源或电解水广泛制取，低碳、无污染、可再生。氢气是密度最小的气体，极易燃烧，氢的能量密度是木材的1000倍，是煤的6.8倍，是汽油的3.3倍，是天然气的3.4倍，液态氢甚至可以做火箭燃料。

还记得在年初拿下47亿票房的电影《流浪地球》中，吴京饰演的刘培强为了拯救地球，驾驶空间站，牺牲了自己，引爆了木星表明的氢气，利用氢气爆炸产生的强大能量冲击波推走了地球，避免地球与木星相撞，拯救了人类。这虽然是科幻电影，却让人们对氢气中蕴含的能量有了更为直观的认识。

氢被称为未来人类最理想的替代能源之一，近年来备受关注。2019年，氢作为能源被首次写入我国《政府工作报告》，国家要求“推动充电、加氢等设施建设”，这对氢能在国内的推广和应用具有里程碑式的意义。

电动汽车和氢燃料电池汽车并称为新能源汽车的两大技术路线，但相比电动汽车如火如荼的发展场景，氢燃料电池汽车无疑慢了很多。

从今年开始，在政府及各方的推动下，氢能及氢燃料电池汽车市场突然成了炙手可热的领域。

为了争夺这个万亿级市场，我国多个省市相继发布了氢能源产业规划，或酝酿政策支持氢燃料电池汽车产业发展。

然而，在资本炒作、政策助推背后，氢能市场、氢燃料电池汽车是否真的有前景？发展现状到底怎样？与纯电动汽车技术相比有啥优劣势？近日，在由中国工程院、中国电机工程学会和国家能源集团联合主办的2019年清洁电力国际工程科技高端论坛暨国家能源集团清洁能源国际高端论坛上，能见对燃料电池专家、中国工程院院士、中国科学院大连化学物理研究所研究员衣宝廉进行了专访，请这位燃料电池界泰斗级专家，为大家揭开氢燃料电池汽车的神秘面纱。

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氢能VS氢燃料电池

氢能和氢燃料电池是两个不同的概念，氢燃料电池只是氢能的一种利用方式。衣院士表示，氢能的概念远大于氢燃料电池，氢能的应用场景非常多，除了燃料电池汽车，还可以应用在冶金、燃气轮机发电、取暖等不同领域。

目前，我国有多个城市都制定了自己的氢能产业发展规划，也都在大力宣传自己的氢能产业。对此，衣院士表示，各行业的发展都是先有量才有质，地方政府发展氢能的热情很高，让中国的氢能和燃料电池研发成了全球关注的焦点，这从很大程度上带动了国外先进技术、人才和资金进入中国。但是，对于整个氢能产业，我国缺乏统一的规划。

国家在电动汽车方面有重大专项支持，然而在氢能领域还没有。衣院士认为国家应该在氢能领域成立专项进行支持，他说：“针对氢能发展，国家应当成立一个重大专项，可以比电动汽车专项小一点，包括氢的制备、储存、运输等，把氢能的各种用途都放进去，要把氢能的应用先做起来，相关实验都做起来，要让大家对氢能有更深入的认识，这样才能落到实处，我们国家的氢能才能够更快、更好的发展起来。”

燃料电池产业技术门槛较高，但转化应用并不复杂，同质化严重。所以，各地争先布局氢燃料电池产业也会带来一定的负面作用，如企业相互挖人才、低水平重复建设等问题很严重。衣院士认为这些问题应该引起国家的重视，目前燃料电池行业发展虽然需要国家补贴，但国家不能搞大水漫灌，按辆给钱，应该根据性能、续航里程做出判断，提高补贴的门槛，要对接受补贴的企业进行评定，加快技术创新，每年在技术上上一个台阶，避免重蹈电动汽车骗补覆辙。

关于评定程序，衣院士说：“国家可以成立独立的第三方监测机构，每年对每一种车型进行监测，能否拿到补贴要让第三方数据说话，这样才能用补贴作为推动力，加快国内技术的进步。”

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氢燃料电池汽车VS电动汽车

中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高曾提出一个观点，他认为氢燃料电池汽车和电动汽车发展方向不同，氢燃料电池汽车未来将替代柴油车，而纯电动汽车更多的是取代汽油车。

衣院士也基本认可这个观点，他表示，氢燃料电池汽车优点在于储能量高、续航里程长，与柴油车的性能类似；而锂离子电动汽车续航里程短，更容易替代以市内交通为主的汽油车。特别是锂离子电池，发展历程很长，应用非常广泛，研发基础好，各个行业都在推动锂离子电池发展。

但他认为这只是暂时的平衡，他说：“锂离子电动汽车的致命问题在于安全性，在安全性不能解决的情况下，越追求续航里程，电池危险性就越大。如果不能解决安全问题，即使在短程领域也无法与燃料电池汽车相竞争。“

安全性是锂离子电动汽车最大的短板。衣院士表示，目前万分之一到十万分之一的起火爆炸率，肯定是没有前途的。不解决安全性，即使未来它不输给氢燃料电池汽车，也会输给其他的新能源汽车技术路线。

氢燃料电池汽车安全性非常高，衣院士说：“我搞了一辈子燃料电池，从没有遇到一起安全事故。氢在敞开空间，非常安全，泄露之后马上挥发，不会发生爆炸起火。”

然而，氢燃料电池汽车也有短板，那就是价格太高。

首先是制氢成本高，目前制氢成本和运输加注成本几乎是1:1的，煤质氢成本约2元/立方米，到了加氢站就变成了4元，按照11立方米约合一公斤计算，氢气成本约44元/公斤，算下来燃料成本跟燃油车差不多。衣院士表示，按照上述的成本，燃料电池车运营成本会非常高，跟燃油车相比没有优势，更别说和锂电池汽车竞争了。目前锂电池电动车100公里平均约15度电，而电价只有0.5元/度，每百公里只需要7.5元。

衣院士建议，电解水制氢应该首选弃风、弃光和弃水的电量，这部分电价可低至0.1-0.2元/度，既能降低成本，又符合环保要求。目前电解水制氢，1立方米氢气需要4-5度电，而1立方米氢气用于燃料电池发电只能发2度，效率上比较低，要从经济性上考虑。

还可以从氯碱厂、重化工企业的副产品里获取，这部分氢产量非常大。另外，还有煤制氢，应与电解水制氢相结合，可以用电解水制氢副产的氧气，把煤气化，产生的高纯度二氧化碳，封存和利用都比较方便，可以形成制氢的产业闭环。

就地方政府而言，发展氢能源汽车产业，首先要把氢源的问题解决，要先考虑城市附近是否有氢源、水源、便宜电源等，是否符合低成本制氢的条件。

除了制氢成本，氢燃料电池汽车自身价格也很高，一是技术门槛比较高，二是贵金属铂用量较大。目前一辆燃料电池车的价格是锂离子电池车的1.5-2倍。衣院士表示，如果氢燃料电池车成本降不下来，将来也没有市场。所以，氢燃料电池汽车和锂离子电动汽车都有明显的短板，谁先解决了短板，谁就可能通吃。

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中国VS日本

目前氢燃料电池及氢燃料电池汽车的研发与商业化应用在日本、美国、欧洲迅速发展，在制氢、储氢、加氢等环节持续创新。

截至2017年12月，全球燃料电池乘用车销售累计接近6000辆，而日本丰田占全球燃料电池乘用车总销量的九成以上，丰田Mirai共计销售5300辆，其中销往美国2900辆，日本2100辆，欧洲200辆。

日本由于资源短缺，政府对氢能和燃料电池的推广力度在世界范围内都是最大的，特别是福岛核泄漏事件后，日本开始把氢能列为未来重要能源。在2014年4月制定的“第四次能源基本计划”上，日本政府就明确提出了加速建设和发展“氢能社会”的战略方向。

目前，日本在家庭用氢燃料电池热电联供固定电站和氢燃料电池汽车商业化运作方面都是最成功的。在氢燃料电池技术和研发上，我国与日本还存在较大差距，衣院士表示，最大的差距是在燃料电池堆和系统的比功率、可靠性和耐久性上，与国际先进水平仍存在差距，在全工况下的可靠性与耐久性有待提高，需加强燃料电池系统整体的过程机理及控制策略研究。我们国家模仿能力强，但创新力较弱，而日本在技术创新上高于我们。我们必须加强创新，不能总是跟跑。

其次，我国技术标准、检测体系不健全、不完善。目前氢能燃料电池方面的标准远不能满足产业快速发展的需求，表现在支撑行业发展的氢制备、储运、加注及实际工况下氢燃料电池从部件到系统的评价检测体系等仍不健全，使得产业全链条下的产品推广受到严重的制约和限制。亟待完善氢能燃料电池技术标准体系，建立完整的材料、部件、系统的有效检测体系，为氢能燃料电池的技术发展、产品应用提供基础保障。

再次，日本是全球采购，燃料电池的关键零部件不受限制，而我国在采购环节却经常受限。燃料电池关键材料、核心部件的批量生产技术尚未形成，催化剂、隔膜、碳纸、空压机、氢气循环泵等主要依靠进口，这严重制约了我国氢能燃料电池产业的自主可控发展。目前我国相关产业链的建立才刚刚开始。

最后，在燃料电池的基础研究方面，我国要比日本弱的多。由于体制机制问题，在我国很多学者很难安下心来从事基础研究，更多的愿意从事应用研究。比如要降低成本，降低贵金属铂的含量，必须下大力气去做基础研究。做科研必须要有分工，基础研究是为明天、后天做准备，但基础研究的经费来源如何处理？这需要更高层面去协调解决。

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院士建议

在我国中东部沿海经济、技术实力较强的珠三角、长三角和北京等地区，聚集了我国燃料电池发展的主要企业。并且，随着近两年燃料电池投资热度升温，已经由几年前的数家发展到现在的近千家燃料电池企业。

然而，目前在氢能及燃料电池汽车发展方面，仍面临很大的制约因素。衣院士对此提出了几点建议：

首先，虽然现在国内发展氢能和氢燃料电池的形势比较好，但这个产业的合作精神较弱。很多人看到燃料电池火了，就出去自己自立门户了，不仅无法协同攻关、共同攻克难题，还会相互挖墙脚，这种现象对于一个还处于发展初期的产业而言非常不好。我们需要俯下身来，协同攻关，创新发展，才能共同促进整个行业高速发展。

第二，我们要建立自己的产业链，动员企业家投资，从关键部件、电堆、系统各个方面进行投资。我们必须要发展自己的产业链，只有在中国建立燃料电池堆的产业链，成本才能够真正降下来。

第三，建议国家做一个示范计划。比如之前几个部委共同发布“十城千辆节能与新能源汽车示范推广应用工程”，针对电动汽车的推广，效果很不错。氢燃料电池汽车可能在短期内不会产业化，但也应该有个类似的计划进行推广。排除那些既没有廉价氢源，又没有燃料电池制造产业基础的地方，选择十个具有氢燃料电池汽车基础的城市进行试验，进而推动整个产业的发展。

最后，必须加强氢燃料电池汽车相关的基础研究。基础研究是未来做准备，也许短期内无法出现成果，但必须要去做。

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