直面燃料电池汽车普及化困局

目前燃料电池汽车市场普及率偏低，被看作叫好不叫座。要真正做到叫好又叫座，它需要补足短板，才能全面产业化和商业化，最终实现破局。

2021 年 1月，广汽埃安因称将推出“续航 1000 公里”和快充“8分钟内充满 80%”的车型而在业内引发巨大争议。中国科学院院士欧阳明高在一次公开会议上说：“如果某一位说他的车既能跑一千公里，又能几分钟充完电，还特别安全，成本还非常低，那大家不用相信，因为这在目前是不可能同时达到的。”

对此争议，广汽集团回应称：此前透露的“续航 1000 公里”和“8 分钟内充满80%”并非同一项技术，也并非搭载在同一款车型上。据其公告，石墨烯基超级快充电池具备6C快充能力，结合 600A 高功率快充设备，能在8分钟内充满80%；广汽集团推进硅负极电池研发，NEDC续航最高达 1000 公里。

事实上，此前蔚来汽车、智己汽车等也宣传过可以续航 1000 公里的新电池技术。比如，蔚来汽车称，2022年第四季度将推出使用 150度的固态电池汽车，实现360Wh/kg超高能量密度，续航里程超过1000公里。为此，国联汽车动力电池研究院董事长熊柏青说：“全固态电池距商业化还很远，现在甚至做个演示都还很困难。10年内完全攻克全固态难度挺大，反正至少这 5年没戏了。”

里程焦虑、安全问题、成本高企、配套设施建设等因素制约着新能源汽车的发展。同样，从整体来看，尽管燃料电池汽车产业未来可期，但目前燃料电池汽车仍处于示范性运行阶段，可以说要全面商业化运行尚需时日。2021 年 1月，科技部部长王志刚直言，要加快解决氢成本高和重载燃料电池商用车商业化难等问题。

产销瓶颈

先看看燃料电池汽车的产销情况，会发现现实离理想的确还很远。

据中国汽车工业协会的数据，2020年，新能源汽车产销量为 136.6 万辆和 136.7 万辆，同比增长 7.5% 和 10.9%；而国内燃料电池汽车产销量为 1199 辆和 1177 辆，同比下降 57.5% 和 56.8%。依此推算，燃料电池汽车产销量仅占新能源汽车产销量的

目前燃料电池汽车市场尚在起步阶段，订单主要来自政府采购。2020年，氢燃料电池汽车公开招标项目共计19个，涉及14 个城市及地区；中标的氢燃料电池汽车数量为878辆，中标总金额达到 20.02 亿元。

约 0.088% 和约 0.086%。若与 2020 年国内汽车产销量2522.5 万辆和 2531.1万辆相比，它更是几乎可以忽略不计。只能说，其未来成长空间巨大。

另据新能源汽车国家监测和管理平台的数据，截至 2021 年 1 月 20 日，该平台累计接入新能源汽车 406.7 万辆，截至2020 年 12 月 31日全国累计接入在运行的氢燃料电池汽车 6002辆，其中接入的氢燃料电池汽车分布在17个省份，全国累计运行里程达到 1.06亿公里。而此前有权威机构预测，2020年国内氢燃料电池汽车保有量达到1万辆。显然，实际与此差距较大。

据 2020 年版《节能与新能源汽车技术路线图2.0》提出的发展目标，到2025年，氢燃料电池汽车保有量有望达到10 万辆左右，到 2035 年将达到 100 万辆左右。若依此推算，“十四五”期间，要达成此目标，氢燃料电池汽车增长要超过16 倍。据公开资料，2016-2019 年，国内氢燃料电池汽车产量从 629 辆提升至 2737 辆。显然，要实现此目标，氢燃料电池汽车产量也得赶上。

目前燃料电池汽车市场尚在起步阶段，订单主要来自政府采购。2020年，氢燃料电池汽车公开招标项目共计19 个，涉及 14个城市及地区；中标的氢燃料电池汽车数量为 878 辆，中标总金额达到20.02 亿元。

从招标地域情况来看，2020 年，山东青岛、河北张家口以200 辆招标规模并列榜首，广东佛山以174 辆位居第二，山东潍坊、淄博以 100辆并列第三。而山东省以超 400辆氢能汽车招标项目位居全国前列。因 2022年北京冬奥会，张家口从2018年开始积极推广氢燃料电池汽车示范运营项目，到 2020年，投入运行的氢燃料电池公交车总数达到199 辆， 连续三年位列全国第一。

从中标氢燃料电池汽车品牌来看， 2020年，前三名分别为南京金龙、佛山飞驰、吉利商用车，其中南京金龙以200 辆排名第一，佛山飞驰以174 辆位居第二，吉利商用车以 144辆排名第三，其他排名依次为北汽福田、中通客车、宇通客车、亚星客车、广州开沃等。

从配套燃料电池系统厂商来看，2020年，亿华通公司位居第一，从张家口、淄博和马

鞍山三地拿到配套车辆合计314 辆，中标金额 87728.2 万元；海卓科技位居第二，拿到配套车辆 200辆；国鸿重塑位居第三，拿到配套车辆114辆，中标金额15770.2万元；潍柴动力位居第四，拿到配套车辆100 辆（济南公交数量未知），中标金额 31372.4万元；雄韬系（包含泰极动力）位居第五，拿到配套车辆90辆，中标金额 21613.8 万元。

从上述数据可以看出燃料电池汽车市场的基本生态，其产销成为其明显的发展瓶颈。

成本高企

目前燃料电池汽车处于高成本、高价格的初期发展阶段。从2020 年政府采购氢燃料电池汽车的订单可以计算出，中标单车均价达 228万元。这比纯电动公交车的价格高出一倍。

而《节能与新能源汽车技术路线图2.0》对氢燃料电池汽车未来价格提出的目标是：商用车，到 2025 年成本低于 100万元，到 2030-2035 年成本低于50 万元；乘用车，到 2025 年成本低于30 万元，到2030-2035 年成本低于 20 万元。显然，现有氢燃料电池汽车的价格离这个目标距离还比较大。

氢燃料电池汽车价格偏高，背后则是燃料电池成本居高不下。下一步的核心问题是如何实现经济性，这是今后 5-10 年必须努力解决的。欧阳明高认为，按照现在的情况估计，燃料电池未来 10 年成本应该降低百分之七八十。“过去10 年锂离子电池就是这样发展的，燃料电池滞后了10 年。燃料电池系统成本要从 2020 年的5000 元 /千瓦下降到 2030 年的 600 元 / 千瓦。总体来看，价格下降是完全可以预期的。”

制氢成本也有待降低。欧阳明高说： “可再生能源制氢成本和可再生能源电价密切相关。目前我们在张家口风电制氢电价一毛五分一度，氢的电耗成本一公斤氢约7元。”若燃料电池成本降下来，则制氢成本也将下降。

而车载储氢的成本比燃料电池下降相对还要慢些。欧阳明高说，现在国内已经投产塑料内胆碳纤维缠绕的700 大气压车载高压储氢瓶，因为刚开始生产，目前成本很高，预计到 2025年储一公斤氢的氢瓶成本 3000元。现在中石化已建立起大型高强度碳纤维工厂来解决其材料成本问题。

电堆作为燃料电池的核心部件，在燃料电池动力系统的成本构成中，其成本占比达67%。其中，催化剂与膜电极成降本关键。以质子交换膜燃料电池为例，电堆主要由催化剂+电极、双极板、隔膜、电堆平衡装置、膜电极骨架和气体扩散层构成。而催化剂及电极主要原料为铂等贵金属，在电堆成本中占比达49%，在电池动力系统成本中占比达33%。因此，降低铂等贵金属催化剂用量和提升质子交换膜性价比，有利于突破燃料电池成本瓶颈。

德勤公司预计，到 2029 年，燃料电池系统成本将下降超过50%。德勤公司认为，当前燃料电池系统价格高企是由于高技术门槛和高制造成本导致，而不是由于原材料成本较高导致的。有观点认为，燃料电池价格较高的原因是使用了铂金作为催化剂，但实际上铂金的成本在燃料电池

系统总体成本中占比不到1%。

2020 年，电堆厂商打起了价格战。2020 年 10 月，国鸿氢能公司率先将电堆价格降至 2000 元以内，推出 1999 元 /千瓦的鸿芯GI 电堆。1 个月后，氢璞创能公司将新品电堆 Nowogen V价格降至1699 元 /千瓦。雄韬股份子公司则将价格降至 1199 元 /千瓦。

据日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO）发布的燃料电池堆栈性能路线路，到 2040 年，若年产量50 万套，则燃料电池堆成本目标值为1000 日元 / 千瓦（约合人民币62 元 / 千瓦），燃料电池系统成本目标值为 2000 日元 / 千瓦（约合人民币 124 元 /千瓦）。显然，其成本与产量规模有关。

亿华通公司曾测算，当年产量达 10万台级时，国产氢燃料电池发动机可下降到 1000 元 /kW。2019 年，亿华通公司的 30kW、40kW 和 60kW系列燃料电池发动机系统每套均价为 65.69 万元、78.47 万元和 122.42 万元。据美国能源部预测，当燃料电池发动机年产量达到50 万套时，燃料电池电堆及发动机成本可分别下降至 19 美元 / 千瓦和 45 美元 / 千瓦，成本较年产量 1000 套时分别下降 83.90%、74.86%。

据公开资料，在氢能供应环节，目前国内的成本结构为制氢30%-50%、储存和运输 35%-55%、加注环节 15% 左右，因此降低制氢和氢储运成本也非常重要。在合理的原材料价格和电价前提下，不同的制氢方式生产成本不同，其中煤制氢为10 元/kg，天然气、石脑油、重油、甲醇制氢为约 17 元/kg，工业副产氢回收提纯为 21 元 /kg，电解水制氢 30 元 /kg。而氢气出厂价至少是成本价的1.5 倍。再加上储运和加注等成本，总价格自然会上扬不少。

从每公里总拥有成本角度来看，麦肯锡公司认为，到 2023年左右，氢燃料电池商用车与纯电动商用车总拥有成本相当，达到每公里 0.25 欧元 (1.93 元人民币)； 2030年前，氢燃料电池商用车与燃油商用车的总拥有成本相当，达到每公里 0.2 欧元 (1.55 元人民币)。

《节能与新能源汽车技术路线图2.0》提出的目标是，就氢燃料电池汽车的功能要求而言，到 2025 年，冷启动温度达到 -40℃，提高燃料电池功率，整车成本达到混合动力的水平；到 2030-2035 年，冷启动温度达到-40℃，燃料电池商用车动力性、经济性及成本需达到燃油车水平。

由于氢燃料电池汽车产业还没有形成规模经济效益，所以与传统汽车和纯电动汽车相比，氢燃料电池汽车成本还相对较高。亿华通公司董事长张国强认为，随着氢燃料电池汽车产业化发展，成本将大幅下降。而氢燃料电池汽车高企的成本显然不利于其市场普及推广。

两不“熟”

针对当前氢成本偏高和重载燃料电池商用车商业化难的问题，2021年 1月，科技部部长王志刚说，一方面要推进大功率长寿命燃料电池系统、高密度车载储氢与供氢技术攻关，另一方面要强化氢的制 -储- 输 - 用全链条技术研究，带动氢能供

相较于纯电动汽车，氢燃料电池汽车的安全监测难度更大，监控标准等也有待完善。要降低氢燃料电池汽车的安全风险，需让氢能全链物理贯通和信息全链汇聚融合，实现全链条安全监管。

应体系建设，为加氢站等配套设施建设和氢能关联产业发展打下基础。

要推动氢燃料电池汽车市场普及化，还需打造出燃料电池汽车的技术体系优势。《节能与新能源汽车技术路线图2.0》指出，到 2030-2035 年，实现氢能及燃料电池汽车的大规模应用，要从电堆基础材料、控制技术和储氢技术等方面实现技术突破。欧阳明高认为，电解绿氢技术、氢储运技术、氢安全技术等还需要改进提升。

同济大学燃料电池汽车技术研究所所长章桐教授说，目前燃料电池汽车之所以在市场上难以普及，原因很简单，其中两个关键性因素很重要，即需要技术成熟和产业链成熟。显然，目前燃料电池汽车的技术和产业链还不是很成熟。

一方面，部分关键技术还不成熟。目前燃料电池汽车真正的技术难点是缺乏产品化技术。比如，氢燃料电池的主要原材料质子交换膜、催化剂等关键技术还比较薄弱，主要依靠进口。章桐说：“我们不缺实验室技术，而是缺产品化技术。这需要整个产业界努力去突破。”对燃料电池汽车产业来说，只有整个技术成熟到一定阶段，包括其成本、使用寿命、安全性、可靠性、便利性等各因素，才便于燃料电池汽车的普及推广。

比如，安全性问题。由于氢燃料的复杂性和危险性，氢能应用的重要痛点是安全性，是燃料电池发展无法回避的现实问题。顾客普遍对燃料电池汽车的安全性存在顾虑，这需要氢能技术和燃料电池汽车的整体技术更趋完善。或许只有达到传统燃油汽车的整体技术状态时，人们才会逐渐消除对燃料电池汽车的技术焦虑。

安全类事故国内外都时有发生。比如， 2019 年 5月，在韩国江原道江陵市，氢燃料储存罐发生爆炸，造成多人伤亡；6月，在挪威奥斯陆，氢气运输槽罐车尾部因撞受损，罐体破裂并引发火灾；2020年 4月，在美国北卡州朗维尤，发生加氢站爆炸和一家氢燃料电池工厂爆炸事故等。在国内， 2019 年 12 月，在江苏镇江市丹徒区沪蓉高速路段，停靠在应急车道的氢气运输槽罐车被追尾，导致罐体破裂并引发火灾。

相较于纯电动汽车，氢燃料电池汽车的安全监测难度更大，监控标准等也有待

截至 2020 年底，接入新能源汽车国家监测和管理平台的 6002辆氢燃料电池汽车中，氢燃料电池物流车和公交客车占主导，累计接入量分别为 3153 辆和 2222 辆，分别占比52.53% 和37.02%，而公路客车和通勤客车占比分别为 6.00% 和4.40%。这就是目前国内氢燃料电池汽车市场车型的基本格局。

完善。要降低氢燃料电池汽车的安全风险，需让氢能全链物理贯通和信息全链汇聚融合，实现全链条安全监管。因此，企业要进一步加强技术创新，全面提升燃料电池汽车产品的性价比。

另一方面，燃料电池汽车的产业链还不成熟。目前氢能源汽车产业链还不健全，制氢、储氢、运氢和用氢等环节还没有形成完备而高效的体系。目前制氢效率较低，制氢的经济性问题和环保风险依然存在；在储氢和运氢过程中，现有基础设备的氢气储存量普遍偏小；在用氢环节，燃料电池汽车技术尚不成熟，发展缓慢。

比如，目前加氢站数量明显不足，且加氢站的一些关键设备还需要进口，这直接制约氢燃料电池汽车产业的发展。北京建有国内首座车用加氢站，但这个加氢站曾保障 140辆各类型氢燃料电池汽车的运营，每天从早上8点到晚上9点满负荷运行。尽管 2016年后国内加氢站数量在快速增加，但截至 2020 年 11 月底，国内累计建成的加氢站只有88座，投入运营的只有80座。加氢站整体数量还很少，加氢能力普遍不足，没有形成规模效应，几乎都处于亏损状态，无法满足氢燃料电池汽车产业的发展需求。

显然，加氢站等配套设施需要不断完善。2021 年 1月，交通运输部运输服务司副司长蔡团结说，要因地制宜，完善加氢站设施布局，坚持充换电基础设施先行，为推广氢燃料电池汽车应用营造良好的市场环境。

因此，技术体系和产业链不成熟，势必对氢燃料电池汽车的市场普及造成影响。我们现在正走在这条路上，离真正的普及还有距离。

单腿走路

还有一种现象，目前燃料电池汽车主要在商用车领域应用，在乘用车领域极少。

据新能源汽车国家监测和管理平台数据，截至 2020 年底接入该平台的 6002辆氢燃料电池汽车中，氢燃料电池物流

车和公交客车占主导，累计接入量分别为 3153 辆和 2222 辆，分别占比 52.53% 和37.02%，而公路客车和通勤客车占比分别为 6.00% 和 4.40%。这就是目前国内氢燃料电池汽车市场车型的基本格局。

业内人士认为，2020年以前是氢燃料电池汽车的示范导入期，主要车型以公交客车、团体客车和城市物流车为主；20202025年氢燃料电池汽车将进入商业化提升期，适用推广载重量大和长距离的中重卡、城际旅游客运车、中大型物流车和专用车等车型；2025-2030 年，氢燃料电池汽车将进入快速发展期，在原有车型基础上，增加推广乘用车、长途客运车和牵引车等车型，届时将形成氢燃料电池汽车的全面推广态势。

欧阳明高说，2025 年的目标是推广5-10 万辆氢燃料电池汽车，2030-2035 年是80-100 万辆，但都是以商用车为主。从政府招标和订单情况来看，2020年下半年开始，燃料电池重卡招标和订单数陆续增多。2020 年工信部目录上榜的281 款燃料电池汽车，非客车类商用车上榜 75 款，占比26.7%，总质量 12T 及以上 36 款，占非客车类商用车48%。

一些企业陆续推出了自己的燃料电池商用车。比如，2020 年 12 月，苏州金龙交付上海宝钢50辆燃料电池重卡，三一重工发布全球首台燃料电池搅拌车和三一首台燃料电池自卸车。此前，中联重科、徐工机械等推出了燃料电池重卡和工程车等。这意味着，大型工程机械车辆制造商开始全面介入燃料电池汽车领域。目前，国内有超过20 家 OEM厂商推出燃料电池重卡车型，包括各类环卫和工程车辆等车型。

其实，燃料电池汽车在商用车和乘用车方面的发展趋势一样，但发展程度不一样，商用车早于乘用车。章桐认为，其主要原因有两个：首先，从技术角度来说，商用车的门槛相对比较低。商用车对整个零部件技术的要求和乘用车对技术成熟的要求不在一个水平线上，所以在燃料电池汽车整个产业链技术还不太成熟时，更容易应用在商用车上。其次，从国家支持角度来说，现在示范运行的燃料电池商用车集中在公共交通、物流等领域。这样也便于国家直接管控，补贴政策也更容易到位。

在政策导向、市场需求等多重因素驱动下，燃料电池商用车开始在示范城市群应用。章桐预计，未来两三年燃料电池商用车将达到相当大的规模。

但清华大学车辆与运载学院李建秋教授提醒说，氢燃料电池技术在商用车尤其重卡上的应用仍面临两大挑战：一是储氢系统的密度和成本问题，二是燃料电池的耐久性、功率密度和成本问题。

而燃料电池乘用车因技术门槛比较高，现阶段应用并不容易，有待技术和市场成熟后逐渐拓展。章桐认为，总体来看，燃料电池乘用车还需要5年才可能形成一定规模，真正实现小批量上市。

很多人认为，燃料电池汽车叫好不叫座。全国政协副主席、中国科学技术协会主席万钢说：“‘叫好不叫座’正是一个发展机遇。要是等它叫座了，可能就没有你的座了。”总之，燃料电池汽车只有补足短板，才能全面产业化和商业化，最终实现破局。