欧阳明高院士：氢燃料电池车五年关键期来了

作者 ｜ 欧阳明高

近两年，氢燃料电池技术取得了重大突破，电动汽车产业化更是达到爆发节点。但氢燃料电池技术突破的节点比动力电池足足晚了十多年。

燃料电池是氢能产业的一部分，也是先导、引领甚至核心部分。现在，燃料电池已经进入成本下降的快速通道。

目前，氢燃料电池汽车已经进入大规模商业示范阶段。北京冬奥会就是全球最大的一次燃料电池汽车示范，约投入1000多辆燃料电池车，背后是30多个加氢站。

此外，财政部等5部委开展的氢燃料电池汽车示范工程也已启动，多个城市开展以燃料电池商用车为主体的多元场景商业化示范。

把握五年窗口期

中国氢燃料电池汽车技术路线图的原规划是，2025年氢燃料电池汽车保有量为5万~10万辆；2030~2035年保有量增加到80万~100万辆。这是以商用车为主体，我仍然维持这一预测。

至于燃料电池轿车，不太可能与纯电动轿车相竞争。现在，纯电动轿车市场已经爆发，中长期看，电能不太可能改变为氢燃料。但是性能较好的氢燃料电池轿车仍有局部市场，今后5年仍有可能卖出1万辆，毕竟此类轿车拥有不少粉丝。

总体来看，氢燃料电池汽车的关键期是未来5年，到2025年就可做出明确判断。今后5年，整个商用车电动化会呈现出多元化趋势。到2025年，商用车电动化长期路线图也会相当明确。

观察纯电动汽车普及的地图可以发现，该市场大都集中在长城以南、中部及东部，其他地方相对很少，而那里就是氢燃料电池汽车的潜在发展区域。我们要努力利用这五年的窗口期，把氢能燃料电池车做起来。

从战略视角看问题

应当注意的是，纯电动只需要动力电池单点的突破，而氢燃料电池汽车不仅需要燃料电池技术，还涉及氢能的制、储、运、加及车载储氢问题。因此，必须从氢能的战略角度看问题。

第一，要清洁低碳、主攻“绿氢”，牢记发展氢能的初心和使命。有的人反问我：“纯电动车为何不一上来就说‘绿电’？”原因有二：一是时代不同了，当时还没有“双碳”目标；二是纯电动汽车与“绿电”是互动关系——光伏风电等波动性强、储能难，绿电规模上不去，而纯电动车大发展可以直接提供电池储能，电动车越多、绿电就越多，绿电越多、电动车就越绿色，二者是互动增强的关系。

从“碳中和”与新能源革命的角度，可再生能源的载体就两个——电和氢，二者在动力和储能应用方面是互补的。储能方面，氢能是集中式、长周期、大规模储能；电池是分布式、短周期、小规模储能。氢能的合理性主要取决于可再生能源大规模、长周期的能量储存和多元化利用需求。

氢能的关键是成本，这取决于“绿电”成本。如果“绿电”低于0.15元/千瓦时，氢能就可体现出经济性。但这在东部、中部、南部都不易实现，而在新疆、青海、西藏、内蒙古、四川等大规模可再生能源基地则容易实现，所以，要尽可能在这些地方发展氢能。

我国在“绿氢”方面有很大潜力，燃料电池也会拉动相应制造设备即电解槽技术的发展。有的燃料电池甚至既可发电又能制氢。我们应该利用四川的水电、新疆的光伏、内蒙古的风电等低成本“绿电”大规模制氢。

第二，要创新引领、自立自强，实现氢能科技的新突破。氢能与燃料电池不同于电能与动力电池，其链条长、难点多，急需在制氢、储氢、运氢、加氢、车载储氢、燃料电池动力、氢储能系统全链条技术上取得新突破。

这里要强调三个方面。一是当务之急要突破产业化“卡脖子”问题，如催化剂、质子膜、碳纸、高强度碳纤维、安全阀、加氢站离子压缩机等，这些很多仍需进口。二是针对氢安全技术要建立测试评价规范、安全监控平台、开展安全操作培训等。三是加强攻关中长期氢能前沿科技，如既可发电、又可制氢的可逆型固态氧化物燃料电池/电解装置等。

第三，市场主导、政府引导，遵循新兴产业发展规律。政府不可能像补贴纯电动车那样对氢能汽车进行全面补贴，只能选择重点。氢能产业发展与纯电动汽车产业类似，从孕育期到导入期、成长期再到爆发式增长期，都需要经历一个艰难的过程。

目前，氢能汽车正处于产品导入期，即将进入成本快速下降的产业成长期，我们应该有信心。但相比电池产业，氢能全产业链具有更大的复杂性和更加激烈的中外技术竞争性，我们不能盲目乐观，必须努力攻坚克难。

今后5年，政府的支持和引导非常重要，尤其在产业链的聚合、应用场景的规划等方面。但地方政府也要因地制宜、量力而行、放长线钓大鱼，如果急功近利将欲速不达，最后就是一地鸡毛。

氢能产业还需要坚持市场主导。长城以北、西部和西北部冬季温度低、能源基地多，同时对于可再生能源的集中度高，具有氢能生产和利用的场景，非常适合氢能全产业链发展。所以，今后5~10年，氢能市场的突破口就在可再生能源富余区域。对燃料电池汽车而言，最好是低成本、高安全储氢瓶能够覆盖的里程范围，能够在冬天利用燃料电池的余热给车内供暖。同时，地方政府和大型国有能源企业要有意愿建设加氢站。主要合适的车型是卡车、公路客车和重载货车等。

（作者系中国科学院院士，《中国科学报》记者赵广立整理）
 来源：《中国科学报》 (2022-03-09 第3版 领域)