王娜　顧成奎

摘 要：氫能以其清潔、安全、高效的特點(diǎn)，得到世界各國政府、企業(yè)界、學(xué)術(shù)界的高度關(guān)注。文章簡要介紹了世界各國氫能的發(fā)展?fàn)顩r，分析了發(fā)展氫燃料電池汽車的必要性、主要障礙以及一些相關(guān)問題，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)行業(yè)的發(fā)展提供一些借鑒，僅供參考。

關(guān)鍵詞：氫能；燃料電池；汽車產(chǎn)業(yè)；思考

歐、美、日等發(fā)達(dá)國家都成功開發(fā)了氫燃料電池，應(yīng)用在汽車、游艇等領(lǐng)域，并投資建設(shè)氫管網(wǎng)和加氫站。2014年6月24日，日本首相安倍晉三宣布，作為新經(jīng)濟(jì)增長方案中的一部分，將對日本燃料電池汽車行業(yè)提供新的補(bǔ)助，對燃料電池汽車購買者提供補(bǔ)貼及減稅優(yōu)惠。氫燃料汽車行駛里程長，且僅需幾分鐘即可完成重新加注，而電動汽車的充電要花費(fèi)30分鐘至數(shù)小時(shí)不等。但是燃料電池汽車面臨的挑戰(zhàn)是成本昂貴，尤其是興建氫燃料站等基礎(chǔ)設(shè)施。我國鋼鐵、焦化等行業(yè)具有豐富的焦?fàn)t煤氣，可以獲得豐富的氫能源并有利于建設(shè)氫管網(wǎng)。目前，發(fā)達(dá)國家正大力布局氫燃料電池汽車，國家發(fā)布《節(jié)能與新能源汽車發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》也提出我國燃料電池汽車、車用氫能源產(chǎn)業(yè)與國際同步發(fā)展的目標(biāo)，但現(xiàn)階段我國燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)進(jìn)展緩慢。充分利用焦?fàn)t煤氣制氫資源促進(jìn)我國燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展，對推動我國燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平與國際同步，具有重要的里程碑式意義。

1 發(fā)展氫燃料電池汽車的必要性

1.1 氫燃料電池汽車在使用過程中具有優(yōu)勢

首先，氫燃料電池車使用中零污染。氫燃料電池車通過氫與氧結(jié)合，經(jīng)由燃料電池產(chǎn)生電力來為汽車提供動力，行駛中完全沒有碳排放。其次，氫燃料電池車加氫時(shí)間短且單次行駛里程長。傳統(tǒng)鋰電池電動汽車完全充電慢充至少需要4小時(shí)充電時(shí)間，快充最快也要30分鐘，氫燃料電池車的加氫時(shí)間僅為3分鐘，而且氫燃料電池車一次加滿氫后的續(xù)駛里程可以達(dá)到500到700公里，遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)純電動汽車不到200公里的續(xù)航里程，與特斯拉電動車號稱400-500公里的續(xù)航里程相比也具有優(yōu)勢。

1.2 發(fā)達(dá)國家正大力布局氫燃料電池汽車但中國進(jìn)展緩慢

日本是世界上對氫燃料電池車支持力度最高的國家，除交通省、產(chǎn)業(yè)省和環(huán)保省提供支持外，日本政府針對汽車廠家和消費(fèi)者還進(jìn)行大量補(bǔ)貼。對氫燃料電池汽車的購車者提供每輛車200萬-300萬日元（約合人民幣12萬-18萬元）的補(bǔ)助金，占普通燃料電池汽車總價(jià)近40%。同時(shí)，日本多家企業(yè)正在多個地區(qū)積極建設(shè)加氫站。已有5座加氫站的JX日礦日石能源公司計(jì)劃在2018年前再建設(shè)100座加氫站，日本巖谷產(chǎn)業(yè)公司計(jì)劃在2015年建設(shè)20座，東京瓦斯、豐田通商等公司也計(jì)劃在東京都、愛知縣設(shè)加氫氣站。目前，日本在氫能源液氫和高壓氣態(tài)氫儲存的技術(shù)已經(jīng)相對成熟，豐田于2015年10月28日發(fā)布的最新FCV燃料電池轎車具有里程碑式意義，其續(xù)航里程超過700km，充氫僅需3分鐘，售價(jià)將接近700萬日元（折合6.9萬美元），比特斯拉入門級Model S便宜1000美元。在歐洲，荷蘭、丹麥、瑞典、法國、英國與德國六國已經(jīng)達(dá)成共同開發(fā)推廣氫能源汽車的協(xié)議，各國將一同建設(shè)歐洲氫氣設(shè)施網(wǎng)絡(luò)，并協(xié)調(diào)能源傳輸。2012年，英國政府宣稱氫燃料電池汽車發(fā)展計(jì)劃是《英國政府和跨產(chǎn)業(yè)合作計(jì)劃》的一部分，并計(jì)劃2030年之前英國氫燃料電池車保有量達(dá)到160萬輛。美國能源部于2013年5 月中旬與汽車制造商、天然氣供應(yīng)商、氫和燃料電池行業(yè)企業(yè)聯(lián)手，建立一個名為“H2USA”的計(jì)劃，旨在降低燃料電池技術(shù)成本，推廣氫燃料電池汽車，并推進(jìn)氫燃料基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。隨后，寶馬和豐田簽署共同開發(fā)燃料電池系統(tǒng)的合作協(xié)議；奔馳、福特、雷諾-日產(chǎn)宣布將整合各自優(yōu)質(zhì)資源，共同開發(fā)燃料電池技術(shù)，并將于2017年推出燃料電池汽車。與國外相比，中國政府對新能源汽車的引導(dǎo)政策主要針對純電動汽車，國內(nèi)燃料電池汽車過去20年來進(jìn)展緩慢，亟需借鑒國際經(jīng)驗(yàn)整合優(yōu)勢資源發(fā)展燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)。

2 發(fā)展氫燃料電池汽車需突破的主要障礙

就目前來說，氫燃料電池汽車大范圍產(chǎn)業(yè)化發(fā)展仍存在以下障礙：

2.1 氫氣的獲取問題

氫氣的制取方法很多，如：水電解制氫、水煤氣制氫、石油熱裂的合成氣和天然氣制氫、焦?fàn)t煤氣制氫、電解食鹽水制氫等，其中天然氣制氫、水電解制氫、煤制氫等成本較高，較高的制氫成本將影響氫燃料電池汽車的普及。

2.2 氫燃料電池的成本問題

高效、安全可靠、低成本儲氫技術(shù)是氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化的瓶頸。從目前各大汽車公司推出的制造成本上百萬美元的燃料電池概念車來看，如果不能大幅度的降低燃料電池成本，燃料電池汽車的推廣普及尚待時(shí)日。

2.3 加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施成本昂貴

加氫站的推廣亦是制約燃料電池汽車的重要因素。目前國內(nèi)加氫站僅三座，建設(shè)地在一線城市北京和上海，并且都只是示范工程，與國外的氫高速公路（具多座加氫站的公路）相比差距較大。建立加氫站也需要考慮安全和成本問題，這將嚴(yán)重影響氫燃料電池汽車的推廣。

3 利用焦?fàn)t煤氣制氫資源推進(jìn)我國燃料電池汽車發(fā)展

3.1 充分利用焦?fàn)t煤氣制氫有效降低制氫成本

焦?fàn)t煤氣是焦?fàn)t干餾煤時(shí)產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體，其中氫氣含量高達(dá)55%-60%，充分運(yùn)用焦化廠副產(chǎn)焦?fàn)t煤氣制氫可有效降低制氫成本，同時(shí)可以延伸焦化行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈，符合工業(yè)綠色低碳發(fā)展要求。我國焦?fàn)t煤氣資源豐富，煉焦企業(yè)廣泛分布在我國內(nèi)地31個省份的28個省，全國焦化企業(yè)有2000多家。2013年我國焦炭產(chǎn)量47635萬噸，外供焦?fàn)t煤氣產(chǎn)量約為550億立方米/年，外供焦?fàn)t煤氣中的氫量約為330億立方米/年。若我國氫燃料電池汽車2020年引入目標(biāo)為1000萬臺，屆時(shí)，氫需求量約為124億立方米/年，僅從焦?fàn)t煤氣中回收的氫就足以滿足上述氫需求。

3.2 處理好制氫點(diǎn)和加氫點(diǎn)的位置關(guān)系以降低氫管網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成本問題

氫的運(yùn)輸、貯存和加注是氫能全面發(fā)展的必要條件，國外一些發(fā)達(dá)國家采用管道輸送，加氫站也建在高速公路上。使用鋼鐵廠的副產(chǎn)焦?fàn)t煤氣制氫，因作為制氫點(diǎn)的鋼鐵廠、煉焦廠遍布全國各地，在高速公路中靠近鋼鐵廠、焦炭廠的位置建立加氫站，可降低氫氣運(yùn)輸成本和管網(wǎng)建設(shè)成本，提高加氫點(diǎn)供氫的效率。中央和地方財(cái)政應(yīng)提供長期支持，直接出資建設(shè)加氫站或?qū)託湔窘ㄔO(shè)進(jìn)行補(bǔ)助和政策扶持，在鋼鐵行業(yè)較發(fā)達(dá)的城市建立氫燃料電池車推廣示范工程。

3.3 通過政策支持推動我國燃料電池關(guān)鍵技術(shù)的進(jìn)步

氫燃料電池技術(shù)由于技術(shù)門檻高、產(chǎn)業(yè)鏈獨(dú)立性強(qiáng)，技術(shù)戰(zhàn)略性極強(qiáng)，自主技術(shù)積累程度直接關(guān)系到今后10年中國汽車制造業(yè)在行業(yè)中的國際地位。借鑒日本和美國等國家燃料電池產(chǎn)業(yè)化聯(lián)盟式的開發(fā)模式，建議由國家和地方牽頭，通過投入一定比例的資金作為引導(dǎo)，鼓勵有條件的國內(nèi)企業(yè)和國際知名企業(yè)加入燃料電池關(guān)鍵材料、零件和系統(tǒng)部件的產(chǎn)業(yè)研發(fā)聯(lián)盟，并給予參與企業(yè)減稅、免稅等優(yōu)惠政策。