黨的十九大報(bào)告提出，深化供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，建設(shè)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系，加快發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)。燃料電池汽車是新能源汽車的重要組成部分，發(fā)展燃料電池汽車，不僅能夠支撐先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展，還將助力現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系建設(shè)和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革。燃料電池汽車以氫能為主要?jiǎng)恿υ?，因而，燃料電池汽車需要與氫能產(chǎn)業(yè)并行發(fā)展。作為一種清潔高效的二次能源，氫能應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，不僅可以滿足汽車等移動式能源需求，還能夠滿足家庭等分布式能源需求。大力發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)，也是十九大報(bào)告提出的構(gòu)建市場導(dǎo)向的綠色技術(shù)創(chuàng)新體系、壯大清潔能源產(chǎn)業(yè)和構(gòu)建清潔低碳、安全高效能源體系的具體實(shí)踐。

我國氫能與燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在的問題

從全球發(fā)展態(tài)勢來看，一些國家已率先開始了燃料電池汽車的產(chǎn)業(yè)化，并在氫能技術(shù)與應(yīng)用方面取得較大進(jìn)展。早在2014年12月， 日本豐田就推出了市場化的燃料電池轎車Mirai，加氫時(shí)間僅需約3分鐘，續(xù)駛里程達(dá)到650公里。Mirai 補(bǔ)貼后的價(jià)格折合人民幣27萬元左右，2015年銷量為498輛，2016年銷量超過2000輛。除日本豐田之外，日本本田、韓國現(xiàn)代等企業(yè)也分別推出了市場化的燃料電池汽車產(chǎn)品。在推進(jìn)燃料電池汽車發(fā)展的同時(shí)，美國、日本、德國等國家積極布局加氫基礎(chǔ)設(shè)施。截至目前， 美、日、德三國已建成加氫站數(shù)量分別達(dá)到90座、60座和40座。從氫能發(fā)展來看，全球正處于氫能產(chǎn)業(yè)化加快推進(jìn)時(shí)期。美國、德國、日本、韓國以及歐盟各國均積極布局氫能產(chǎn)業(yè)，并制定了專門的發(fā)展戰(zhàn)略和技術(shù)路線圖。美國、日本、德國、丹麥等國家不斷加大對氫能技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化的扶持推動力度， 氫能技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用取得較大進(jìn)展。其中，日本更是將氫能產(chǎn)業(yè)確定為國家未來重要的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。正因如此，日本在大規(guī)模高效制氫、家用燃料電池發(fā)電等領(lǐng)域走在了世界前列。此外，在支持政策的大力推動下，美國、德國等國家在氫氣純化、存儲、運(yùn)輸技術(shù)與應(yīng)用方面也取得了一些突破。

我國自2001年起開始設(shè)立國家電動汽車重大科技專項(xiàng)，對燃料電池汽車技術(shù)研發(fā)進(jìn)行大力支持。經(jīng)過多年努力，我國已初步掌握了燃料電池關(guān)鍵材料、電堆、動力系統(tǒng)、整車集成等核心技術(shù)，具備了燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)，并開始了燃料電池汽車小批量生產(chǎn)和示范運(yùn)行。為支持燃料電池汽車示范運(yùn)行，我國自2010年起出臺了專門的燃料電池車輛購置補(bǔ)貼政策。然而，我國燃料電池汽車還存在技術(shù)開發(fā)不充分、產(chǎn)品性能不夠完善、缺乏批量生產(chǎn)能力等問題。并且，我國還不具備完整的燃料電池電堆產(chǎn)業(yè)鏈，部分燃料電池關(guān)鍵材料依賴進(jìn)口，燃料電池電堆相關(guān)企業(yè)數(shù)量少，技術(shù)開發(fā)和制造能力與國際先進(jìn)水平存在差距。氫能發(fā)展方面，我國2012年氫氣產(chǎn)量就達(dá)到1600萬噸，開始位居全球第一。但由于國家層面對氫能產(chǎn)業(yè)缺乏足夠的重視和必要的支持，我國氫能技術(shù)體系還沒有形成，儲氫、氫氣運(yùn)輸?shù)汝P(guān)鍵技術(shù)不成熟。氫能產(chǎn)業(yè)鏈還不夠健全，氫氣純化、存儲和運(yùn)輸企業(yè)較少。

推進(jìn)我國氫能與燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的措施建議

縱觀汽車100多年的發(fā)展史，不管傳統(tǒng)燃油汽車與石油工業(yè)，還是電動汽車與電能供給，車輛技術(shù)一直與能源產(chǎn)業(yè)協(xié)同演進(jìn)。燃料電池汽車也不例外，需要與氫能產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展。根據(jù)《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》，我國將在2030年建設(shè)1000座加氫站，實(shí)現(xiàn)100萬輛燃料電池汽車的商業(yè)推廣。本文認(rèn)為， 在推進(jìn)氫能與燃料電池汽車發(fā)展過程中，我國需注重把握新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一般規(guī)律，充分借鑒電動汽車及傳統(tǒng)燃油汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。為加快氫能與燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展，我國亟需從以下四個(gè)方面采取措施。

1做好氫能供給

如前所述，車輛技術(shù)與能源供給的協(xié)同演進(jìn)推動力汽車產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展。美國是傳統(tǒng)燃油汽車最發(fā)達(dá)的國家，很大程度上得益于其發(fā)達(dá)的燃油供給體系。本世紀(jì)初，美國已形成了一套由159個(gè)煉油廠、1300座油庫、250萬個(gè)地下儲油罐以及17.4萬座加油站組成的龐大燃油供給體系，燃油煉制、存儲、運(yùn)輸、加注環(huán)節(jié)完善，為傳統(tǒng)燃油汽車發(fā)展提供了強(qiáng)大支撐。類似于傳統(tǒng)燃油汽車產(chǎn)業(yè)，電能供給也成為電動汽車發(fā)展的重要影響因素。在新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期，我國曾過于重視新能源汽車技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)展，而忽視了充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)， 導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)發(fā)展受到充電難的制約。2013年之前，我國雖然在公共區(qū)域建設(shè)了一批充電基礎(chǔ)設(shè)施，但由于建設(shè)區(qū)域與電動汽車使用區(qū)域不匹配等原因，這些充電基礎(chǔ)設(shè)施使用率較低，一些地區(qū)的充電基礎(chǔ)設(shè)施使用率甚至在10%以下。充電基礎(chǔ)設(shè)施的有效供給不足，大大制約了電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展。為擺脫這種困境，我國自2015年起出臺了《關(guān)于加快電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)意見》《電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展指南(2015-2020年)》等綱領(lǐng)性政策，并出臺了充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)獎(jiǎng)勵(lì)、扶持性電價(jià)，以及居民小區(qū)、企事業(yè)單位內(nèi)部、停車場等特定區(qū)域充電基礎(chǔ)設(shè)施支持政策，完善了充電標(biāo)準(zhǔn)。得益于國家層面的重視和政策大力支持，我國充電企業(yè)不斷涌現(xiàn)，充電基礎(chǔ)設(shè)施加快推進(jìn)，總體數(shù)量已由2014年的3萬個(gè)增加至2017年10月的20萬個(gè)以上，充電難問題得到很大解決，保障了電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展。從能源供給體系來看，由于石油工業(yè)較為成熟，燃油煉制、存儲、運(yùn)輸、加注網(wǎng)絡(luò)布局完善，傳統(tǒng)汽車燃油供給體系也最為成熟。電力工業(yè)也較為成熟， 充電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)布局快速推進(jìn)，充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與運(yùn)營模式逐漸成熟。氫能供給情況迥異，不僅氫能產(chǎn)業(yè)不成熟，加氫站建設(shè)也面臨諸多問題。

不同于燃油和電能，氫能是一種清潔高效的新型能源，其制取與利用技術(shù)正處于加快發(fā)展過程中。對于氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，我國還未給予足夠的重視。雖然《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計(jì)劃(2014-2020年)》將氫能與燃料電池技術(shù)創(chuàng)新列為15項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)，《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》也提出“推動車載儲氫系統(tǒng)以及氫制備、儲運(yùn)和加注技術(shù)發(fā)展”，但我國目前尚未有專門的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展支持政策。氫能技術(shù)方面，我國化石燃料制氫、可再生能源制氫、氫氣純化等技術(shù)相對成熟，已大量應(yīng)用于工業(yè)制氫。然而，我國在氫氣存儲、運(yùn)輸?shù)燃夹g(shù)方面較為薄弱，加氫技術(shù)雖已開始應(yīng)用于燃料電池汽車，但技術(shù)水平有待進(jìn)一步提高。氫能產(chǎn)業(yè)方面，除制氫企業(yè)外，我國氫氣純化、存儲、運(yùn)輸及加氫企業(yè)數(shù)量較少，規(guī)模較小。加氫站建設(shè)方面， 我國發(fā)展進(jìn)程總體滯后。截至2017 年10月，我國僅建成7座加氫站，數(shù)量遠(yuǎn)少于美國、日本、德國等發(fā)達(dá)國家。由于缺乏專門的支持政策， 以及加氫設(shè)備產(chǎn)業(yè)化能力不足、成本較高、加氫站建設(shè)及運(yùn)營模式不成熟等原因，我國加氫站建設(shè)還面臨不少制約。

為保障和促進(jìn)燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展，我國需做好氫能供給。一方面，加快氫氣存儲、運(yùn)輸?shù)汝P(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，引導(dǎo)工業(yè)制氫、氫氣純化等技術(shù)向燃料電池用氫技術(shù)轉(zhuǎn)化，豐富氫氣存儲、運(yùn)輸、加氫等企業(yè)數(shù)量，提升氫能裝備水平，推進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。另一方面，聚焦加氫能力提升，加強(qiáng)加氫設(shè)備產(chǎn)業(yè)化技術(shù)研發(fā)，強(qiáng)化加氫設(shè)備企業(yè)產(chǎn)業(yè)化能力，降低加氫設(shè)備成本，豐富加氫基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及運(yùn)營企業(yè)數(shù)量，加快完善加氫基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及運(yùn)營模式。

2形成系統(tǒng)的解決方案

對于新興產(chǎn)業(yè)而言，其技術(shù)與市場都面臨較大的不確定性。在新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期，由于新興技術(shù)不夠成熟，新產(chǎn)品往往面臨性能不完善、生產(chǎn)成本高、安全性低等問題。當(dāng)新產(chǎn)品推向市場后，由于配套服務(wù)網(wǎng)絡(luò)不健全，新產(chǎn)品使用、維護(hù)及報(bào)廢回收等問題容易成為新產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化的瓶頸。為有效應(yīng)對這些問題和實(shí)現(xiàn)新產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化，新興產(chǎn)業(yè)中的創(chuàng)新主體需要選擇特定的技術(shù)路線，并形成系統(tǒng)的解決方案。在電動汽車發(fā)展過程中，由于動力電池技術(shù)的出現(xiàn)，電動汽車在發(fā)展初期就面臨技術(shù)不成熟、產(chǎn)品性能不完善、生產(chǎn)成本高、安全性低等問題。隨著電動汽車產(chǎn)業(yè)化的推進(jìn)，電動汽車用戶日益多元化的充電需求，以及動力電池退役和報(bào)廢回收等問題逐漸凸顯，開始成為制約電動汽車進(jìn)一步發(fā)展的主要問題。

通過技術(shù)創(chuàng)新和商業(yè)模式創(chuàng)新，美國電動汽車企業(yè)特斯拉形成了應(yīng)對動力電池和電動汽車產(chǎn)品一系列問題的系統(tǒng)解決方案，其發(fā)展經(jīng)驗(yàn)為新興產(chǎn)業(yè)中的創(chuàng)新主體提供了借鑒。首先，特斯拉選用了較為成熟、穩(wěn)定的日本松下18650電池，具有能量密度高、壽命長、安全性高等特點(diǎn)，曾廣泛應(yīng)用于消費(fèi)類電子產(chǎn)品。特斯拉在電池管理技術(shù)和電池包設(shè)計(jì)上進(jìn)行了創(chuàng)新，采用封存管理設(shè)計(jì)，先將單體動力電池并聯(lián)成一個(gè)電池組，再將電池組串聯(lián)成一個(gè)電池模塊，最后再串聯(lián)成整塊的電池包。為提高電池包的安全性，特斯拉的每個(gè)單體電池、電池組和電池模塊都有保險(xiǎn)絲，每個(gè)層級都會有監(jiān)控電流、電壓和溫度的傳感器，一旦電流過大，保險(xiǎn)絲就立即熔斷。此外，特斯拉還攻克了電池冷卻技術(shù)，通過水冷的方式使電池單元的溫度維持恒定。兩種方式的共同作用，使特斯拉電池包的安全性得到保證。通過以上措施，特斯拉破解了動力電池應(yīng)用于電動汽車初期面臨的技術(shù)不成熟、性能不完善、生產(chǎn)成本高、安全性低等問題。其次，在特斯拉剛剛開始產(chǎn)品市場化時(shí)，電動汽車面臨充電設(shè)施較少、充電速度慢等問題。為此，特斯拉專門開發(fā)了超級充電站，用20分鐘就可以充進(jìn)一半電量，而80分鐘就可以把電量充滿， 較好地解決了充電問題。再次， 為解決電能供給問題，特斯拉收購了美國太陽能發(fā)電系統(tǒng)供應(yīng)商SolarCity，采用光伏發(fā)電、儲能和充電一體化的方式，實(shí)現(xiàn)了電能的自給。最后，特斯拉還成立了專門的電池回收公司，負(fù)責(zé)其電動汽車產(chǎn)品的廢舊動力電池回收。

作為一種新興產(chǎn)業(yè)，燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化過程中也面臨各種瓶頸問題。為此，燃料電池汽車企業(yè)需要通過技術(shù)創(chuàng)新、商業(yè)模式創(chuàng)新和開展必要的合作，從而形成系統(tǒng)的解決方案。氫能是燃料電池汽車的主要?jiǎng)恿υ?，也是燃料電池汽車發(fā)展的關(guān)鍵。目前，氫氣的存儲主要有高壓氣態(tài)儲氫、低溫液態(tài)儲氫和常溫常壓有機(jī)儲氫等技術(shù)路線。對應(yīng)于不同的儲氫技術(shù)，燃料電池汽車企業(yè)需要采用不同類型的燃料電池電堆、系統(tǒng)，整車設(shè)計(jì)也需要采取不同的形式。就燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r來看，儲氫、燃料電池電堆、燃料電池系統(tǒng)、整車等企業(yè)相對松散，缺乏針對不同技術(shù)路線的緊密合作。為改變這種狀況，燃料電池汽車企業(yè)需聚焦燃料電池汽車成本、可靠性、耐久性、安全性等問題，圍繞產(chǎn)品開發(fā)、使用、維護(hù)等發(fā)展需求，整合燃料電池、儲氫等環(huán)節(jié)，形成系統(tǒng)的解決方案，從而有效推進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

3加強(qiáng)關(guān)鍵資源整合

除制氫企業(yè)外，核心企業(yè)數(shù)量少、規(guī)模小，以及由此導(dǎo)致的技術(shù)創(chuàng)新慢、產(chǎn)業(yè)化技術(shù)不健全、產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程滯后等問題，是我國氫能與燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的主要瓶頸。究其原因，我國通過國家科技研發(fā)支持初步掌握了氫能與燃料電池汽車關(guān)鍵技術(shù)，但這些技術(shù)主要由科研院所和規(guī)模較小的科技型企業(yè)開發(fā)，生產(chǎn)設(shè)備、投資等資源不足，從而制約了關(guān)鍵技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。為加快氫能與燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，我國需加強(qiáng)對支撐產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵資源的整合。

一方面，我國要加強(qiáng)對生產(chǎn)企業(yè)、社會資本等國內(nèi)資源的整合。如前所述，除少數(shù)大企業(yè)之外，由于生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)不足、投融資渠道不暢通等原因，掌握氫能與燃料電池汽車關(guān)鍵技術(shù)的科技型企業(yè)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程緩慢。與此同時(shí)，隨著我國燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的加快，一些其他領(lǐng)域的生產(chǎn)企業(yè)、社會資本等正積極進(jìn)入。通過采取妥善的引導(dǎo)措施，使生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)豐富的新企業(yè)、實(shí)力雄厚的上市公司等進(jìn)入氫能與燃料電池汽車領(lǐng)域，與科技型企業(yè)等原有企業(yè)合作，將有力提升關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)水平，加快產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

另一方面，我國需要做好對國外先進(jìn)技術(shù)和企業(yè)的整合。國外氫能與燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)起步較早，在氫能技術(shù)、燃料電池技術(shù)方面形成了一批優(yōu)勢企業(yè)。同時(shí)，由于率先實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，國外氫能與燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化技術(shù)體系相對完善。例如，在氫氣控制高壓閥門、密封膠等方面，國外產(chǎn)業(yè)化技術(shù)優(yōu)勢明顯。為此，我國有必要采取技術(shù)引進(jìn)、技術(shù)合作、企業(yè)并購等方式，實(shí)現(xiàn)對國外資源的整合。需要強(qiáng)調(diào)的是，在國際資源整合過程中，我國需做好自主技術(shù)開發(fā)。以日產(chǎn)汽車公司為例，早在2001年就引進(jìn)了國外燃料電池技術(shù)，2003 年開始與國外共同研發(fā)燃料電池汽車，2008年之后開始推出自主研發(fā)的高性能燃料電池汽車，其經(jīng)驗(yàn)值得我國進(jìn)行國際資源整合的企業(yè)借鑒。

4構(gòu)建產(chǎn)業(yè)政策體系

首先，做好頂層設(shè)計(jì)。由國務(wù)院和相關(guān)主管部門牽頭，加快制定氫能與燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，明確產(chǎn)業(yè)發(fā)展的目標(biāo)、主要任務(wù)、支持措施、管理規(guī)范和保障措施;依托節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展部際聯(lián)席會議制度，構(gòu)建氫能與燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的部際協(xié)調(diào)機(jī)制。

其次，完善支持政策。不同于燃料電池汽車，我國氫能支持政策較少。為保障燃料電池汽車所需的氫能供給，我國需要結(jié)合國家氫能與燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，制定氫能技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化及示范應(yīng)用等支持政策，從而形成有力的支持政策體系。燃料電池汽車方面， 針對技術(shù)研發(fā)、示范運(yùn)行、加氫設(shè)施建設(shè)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，制定相應(yīng)的支持政策，構(gòu)建燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)支持政策體系。加強(qiáng)與地方政府協(xié)調(diào)，敦促地方政府尤其是燃料電池汽車試點(diǎn)示范城市建立和完善區(qū)域產(chǎn)業(yè)支持政策，對試點(diǎn)示范效果較好的城市進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)。

最后，制定管理規(guī)范。為保障氫能與燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展， 我國需構(gòu)建氫能與燃料電池汽車標(biāo)準(zhǔn)體系，并制定氫能與燃料電池安全性、加氫基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等管理規(guī)范。目前，燃料電池汽車標(biāo)準(zhǔn)、氫能標(biāo)準(zhǔn)已開始由不同的機(jī)構(gòu)牽頭制定。為滿足燃料電池汽車新產(chǎn)品開發(fā)、測試驗(yàn)證及使用等需求，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定機(jī)構(gòu)之間需加強(qiáng)協(xié)調(diào)與協(xié)作。

(作者系中國汽車技術(shù)研究中心 張長令)

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