欧阳明高：氢燃料电池汽车如何实现2035年推广百万辆的目标

如何理解氢能的优势与能源战略地位

2019年被视为中国氢能的元年。诸多国外大企业如BP、壳牌、西门子、法国 EDF、美国 AP等大型能源公司都在关注氢能。欧洲推出了面向低碳转型的技术一揽子计划。很多中国的能源大企业比汽车企业更积极地介入氢能领域。

氢能是新能源技术体系的重要组成部分，氢能把可再生能源发出的不稳定的电，通过电解水制氢将其转换为氢能。特别是在中国西北部，集中式的光伏和风电更需要大规模、长周期的储存。而小规模、短周期储存，锂离子动力电池等已经做得非常优秀。另外，氢能有多元化利用需求，不仅仅是车要用，将来发电、航空、供热、工业原料、农业化肥甚至医学、炼钢等都会用到。

从固定式储能角度看，氢能有几个优点：

第一是储氢比电池储电要便宜。如果比车下储能，大概要差一个数量级。储能电池一般循环寿命9000 次， 1000 元 /kWh以上，而氢能储能装置储 1kWh 能量约需 100 元（车下与车载情形不同，车载由于体积限制，加上氢燃料电池发电效率比电力电池储电效率低，所以会下降到3 至 5倍）。

第二是储氢与储电有互补性。电池是高频双向调节，氢能则是低频调节。第三，储氢作为商品的属性更好。第四是氢的储运方式灵活多样，比如可以长途输电、当地制氢。无论在何处制氢对电网负荷的调节作用类似，现在国家电网投资公司已经在做示范项目。

面向汽车应用的氢能战略简化与聚焦

燃料电池汽车的合理性取决于氢能，氢能的合理性主要取于可再生能源转型中的大规模能量储存与多元化利用需求。如果基于化石能源，氢能到终端利用的链条长、效率低、成本高，还有二氧化碳排放问题等，常常受到严重质疑。因此主攻绿氢既突出重点又简化问题。

关于绿氢，其制取主途径是风电光伏电解水。根据发改委能源所的研究，10% 的弃电 (弃风、光水) 制氢能够满足2025年燃料电池汽车用氢需求， 50%的弃电能够满足 2035 年全年燃料电池汽车用氢需求。燃料电池对氢纯度要求高，绿氢也是最纯净的氢( 副产氢提纯质量要严格监管，以免加氢站、储氢瓶和燃料电池受腐蚀或中毒，造成严重后果)。关于氢能的输运，中国的优势是输电主干网全球领先，而气氢管道和液氢储运非常薄弱，基于绿电的绿氢给了我们扬长避短的机遇，因此主通道1000公里以上可以长途输电( 当地制氢 )或管道输氢/掺氢 ;200km 以内可配送短途气氢 。

2019年国内出现“氢能热”，也有很多人提出质疑，其中有一些观点看上去也是有道理的。其实氢能及燃料电池汽车既不是那么好，也不是那么差，关键是找到平衡点。

比如关于铂金属，作为质子交换膜电解和燃料电池的电化学催化剂的重要材料，公众担心燃料电池的大规模应用会导致全球铂资源稀缺。但事实上，现在全球每年生产 8000 万辆汽车，大多要用到铂催化剂，但基本不消耗铂，而是循环使用。当然，燃料电池的用铂量在初期比现在内燃机用的量大多了。但目前燃料电池已经从每千瓦时1g 铂下降到 0.3g了，下一步目标是0.1g，与大型商用车的柴油机催化转化器的用量略有接近，所以这不是一个特别需要担心的问题。

如何发挥燃料电池汽车的优势

新能源汽车只有在向可再生能源低碳转型时，其优势才会凸显。它不仅要用新能源，而且会反过来推动新能源的转型。所以基于可再生能源，动力蓄电池和氢能成为储能的优先选择，纯电动汽车、燃料电池汽车成为智能低碳能源系统的互动终端，新能源汽车的优势才会凸显。

氢能燃料电池汽车在什么情境下有优势? 与纯电动相比，燃料电池动力综合优势更适合应用于商用车。二者的成本平衡点是:乘用车在 500km 左右，大型商用车在 200km 左右。（具体算法是，纯电动车型由动力电池和电机驱动，而燃料电池汽车的动力是“储氢瓶+燃科电池+ 电机”，储氢低于储电的成本差价，随续驶里程增加而产生的总成本优势，减去燃料电池系统的成本相抵消，得到的续驶里程数值就是其与纯电动的平衡点)。

氢燃料电池动力系统更适合长途大型高速重载车型，替代柴油机，锂离子电池动力系统更适合替换汽油机，柴油商用车的总量远远小于汽油轿车，但油耗和排放大体相当，因此意义重大。而且，轮船、飞机、潜艇、火车、作业机械等都有可能采用氢燃料电池动力系统，扩大其应用范围。

中国燃料电池商用车总量已经居世界首位，超过 4000 辆，要继续朝这个方向努力。燃料电池发动机的成本也在快速下降，与5年前比成本大约已经降了一半，今后5年再降一半以上。事实上，很多材料和部件是由于进口导致的成本高，比如质子交换膜，进口价为2500 元 /m2，现在用国产的可以控制在 1000 元以内。

推广燃料电池商用车的三大瓶颈

从商用车角度看，虽然储氢比储电的成本要低，但是它的体积大。虽然很多人认为氢能是能量密度最高的能源，但指的是质量能量密度，而体积能量密度几乎是最低的了。面向2035 年以燃料电池商用车为主的百万辆级推广应用，急需突破三个瓶颈：

1.车载储氢瓶颈:商用车里程长车载储氢量大，现有车载储氢瓶体积偏大、成本偏高，安全较敏感，十年内将安全高压瓶成本降低到储1kg 氢 3000元以内。

2.加氢站瓶颈:商用车车载储氢

量大，占用加氢站时间长，占地面积大，使单站服务车辆数减少为乘用车的1/3-1/5，到 2035 年至少要建 5000 座加氢站。

3.燃料经济性:商用车主要成本是燃料成本，目前氢燃料成本偏高; 经过十年左右要使终端加价格普遍降低到30 元 /kg以内，满足经济合理性。

总体上看，车用氢燃料需求量预计为 2025 年 20 万 -40 万吨，2035 年200 万－ 400万吨，应用总量其实不是瓶颈，但氢能来源的技术路线却成为了2019 年的热点。

正是因为有这些瓶颈，所以这一领域的创新非常活跃，我们当然需要创新，但是也要甄别伪创新。

如何实现市场突破

氢能战略的必要性没有问题，但目前全球面临的共同挑战是氢能及燃料电池全链条的技术经济性，出路在于创新。当前的市场突破口在哪里？

首先，在有大量弃风、弃电、弃水和副产氢富余的地方，尽量在当地使用、就近使用，限制在低成本、高安全、储氢瓶能够覆盖的里程范围，而不是长距

离运输，因为一旦运输成本将大幅增加。比如 35兆帕的氢瓶已经比较便宜。

其次，最好在温度较低的北方地区使用（黄河以北特别是长城以北），因为这些地区可以充分利用燃料电池产生的大量余热，用来取暖。在这些地方适合采用燃料电池深度混合动力车型，加上地方政府的大力支持以及大型能源企业愿意建加氢站，这是很有竞争力的。

再次，主要用在商用车型上，特别是公路货运及客运等长途重载运输。

目前氢燃料电池产业的发展是有挑战的，但是也有市场突破口，虽然不能全方位商业化，但是局部市场可以实现商业化，要重点突破，示范带动，以点带面，行稳至远，避免大起大落。

建议“主攻绿氢，创新引领；突破瓶颈，示范先行；安全为本，有序推进。”氢能及燃料电池汽车下一个目标重点是冬奥会的氢能示范，这是全球最大规模的氢能燃料电池汽车示范工程，只要把这件事做好，氢能及燃料电池汽车今后的发展就会比较顺利。（根据演讲人在公开场合的演讲内容整理，未经本人审阅）