鉅大LARGE | 點擊量：638次 | 2021年12月11日
我國氫燃料動力電池產業鏈短板在哪里？
氫能是公認的清潔能源，世界各國都制定了氫能發展規劃。中國方面，自推動加氫站建設被寫入政府工作報告后，國內氫燃料電池產業迎來新一輪發展高潮。要推動發展，就要清楚現狀。中國氫燃料電池產業現狀如何？與國際先進相比，中國氫能產業的優勢和劣勢分別是什么？
6月28日，由上海智能新能源汽車科創功能平臺編寫的《長三角氫能與燃料電池汽車創新發展白皮書》（下稱《白皮書》）對國內氫燃料電池產業集群分布、產業鏈發展以及問題與挑戰進行了全方位介紹。
《白皮書》顯示，中國氫能源市場規模已居世界首位，2018年產氫量超過900萬噸。但短板也十分明顯，例如國內氫的儲運成本高、產業鏈相對落后；燃料電池領域核心技術仍未完全突破；部分核心零部件尚未產業化；加氫站建設成本高；氫燃料電池汽車市場認可度不高等。
1中國氫燃料電池汽車保有量位居第二
國內企業對發展燃料電池汽車的熱情極大。截至2018年，中國市場有41家整車廠商參與了氫能燃料電池汽車的生產制造，市場上已有56款燃料電池汽車車型，25家燃料電池系統集成商，20多個省市發布相關政策和規則，25座在運營的加氫站以及45座在建加氫站，僅2018年氫燃料電池產業相關投資及規劃資金已超過850億元。有數據顯示，美國燃料電池汽車保有量為6457輛，位居第一；中國氫燃料電池汽車保有量為3428輛，位居世界第二。
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產業鏈方面，中國在制氫領域相對領先，中國在氫能源的整體市場規模上已居世界首位。《白皮書》顯示，2018年中國制氫超過900萬噸，涉及產值超過160億美元，而同期美國為430萬噸，產值115億美元。
根據《白皮書》數據，中國化石燃料平均制氫成本目前控制在2.6美元/公斤左右，在化石燃料制氫領域處于領先地位，但能源消耗及碳排放問題比較突出，長期將難以滿足日益嚴苛的環保要求，需要向新能源制氫領域發展。
2中國氫氣儲運產業鏈仍在追趕國際先進
發展氫燃料電池首選要解決氫源問題，其次便是氫的儲運。與電力不同，氫的儲、運難度較大。
目前來看，在氫的運輸方面有兩種方式，一種是通過車、船等運輸工具運輸，另一種是管道運輸。除了日韓由于地域較小，以氫氣拖車、液氫罐車作為主要運氫手段外，其余主要市場均采用大規模管道運輸。根據《白皮書》數據，北美輸氫軌道全長已超過2600公里，占全球輸氫管道總長的57%，歐洲低壓輸氫管道亦達到1500公里以上，占全球輸氫管道總長的35%。中國幅員遼闊，顯然更適合管道運輸。但目前中國具規模的管道只有兩個，長度分別為25公里和43公里，規模很小，相對較為落后。
在儲氫領域，中國技術儲備也落后明顯。《白皮書》指出，日韓、北美、歐洲均開始以70MPaIV型儲氫瓶為主流設備，同時在技術研發領域持續發力，目前日韓在儲氫材料專利申請數量上遙遙領先于其他國家，占據整體專利數的60%，北美和歐洲分別為17%和5%。中國目前儲氫瓶仍然以35MPaIII型為主，70MPaIII型瓶國內目前已有企業正在研發或已具備量產的能力，但IV型仍未投入使用。
氫能燃料電池能源產業鏈現狀對比
3中國在燃料電池系統領域仍落后
在汽車系統層面，中國無論在電池系統的底層技術還是系統集成領域，均處于追趕狀態。《白皮書》顯示，中國在燃料電池系統性能和總成本控制上仍存在較大差距，許多零部件如氣體擴散層、質子交換膜、密封件國內無量產。催化劑、膜電極、雙極板雖然能夠實現國產化，但性能和成本仍有差距，技術仍處于示范應用階段，距離產業化落地距離較遠。
比如在氫燃料電池系統核心的電堆領域，中國在功率密度、最低啟動溫度、鉑載量這三個核心參數上較為落后。日韓企業在這個領域世界領先，可以實現體積功率密度超過3kW/L、最低啟動溫度達到-37℃，催化劑鉑載量控制在0.175g/kW的水平，并且有進一步降低的趨勢。國內則是體積功率密度剛超過2kW/L、最低啟動溫度在-20℃、催化劑鉑載量在0.4g/kW。
HYMOD-300型車用燃料電池電堆模塊
產業鏈上很多核心零部件也還無法實現國產，或是產品與國外水平相差甚遠。如燃料電堆中的催化劑、質子交換膜等優質技術和產品長期被國外公司壟斷，國內仍處于實驗室階段；加氫設備中的壓縮機、加氫機等也長期依賴進口。
在膜電極領域，中國除了少數企業具備規模化生產能力外，大部分企業仍然是半手工生產，并且在功率密度、電流密度和動態工況壽命上與國外領先水平存在較大差距。
除此之外，在氫能燃料電池系統的其他領域，如空壓機、加濕器、氫循環系統、雙極板等，國內整體僅有部分實驗性或小批量產品，距離產業化仍然有較長一段路要走。
氫能燃料電池汽車產業鏈現狀對比
4基礎設施落后和認識不足制約產業發展
產業鏈發展落后與基礎設施落后及政府、民眾對燃料電池產業的認識不足也有直接關系。《白皮書》指出，基礎設施落后和地方政府、民眾對燃料電池認識不足，在一定程度上制約了燃料電池產業的發展。在續航和充能時間上，燃料電池使用與燃油車相差無幾，且比電動汽車有較大的優勢，但加氫站的加油站分布和規模與加油站相去甚遠，隨著充電樁建設數量的不斷增加，電動車充能便利性也大大高于燃料電池汽車。激發最下游的消費端，帶動全產業鏈的發展是新興產業發展的關鍵，而充能基礎設施建設是燃料電池應用領域便利性的重要保障。
一方面，國家層面給予燃料電池一定的重視，但部分地方政府對該技術不了解、不認同，將制氫、儲運、加氫站建設等項目盲目劃分至“危險項目”、“污染行業”等，增大了產業鏈落地阻礙。另一方面，行業內普遍缺乏對燃料電池產業發展的正確認識，許多社會資本、政府基金均處于觀望階段，事實上國內部分高校、機構和企業已具有了一定的技術水平，但缺乏商業化的平臺，拖慢了產業化進程，也影響了燃料電池全產業鏈落地速度。
此外，民眾對燃料電池汽車知之甚少，接受度和認可度較低，也制約了產業化發展的進程。
不過，根據《白皮書》預測，2020年后中國燃料電池逐漸接近產業化，電池系統成本將逐漸與國際水平的差距減小，燃料電池汽車將是氫燃料電池產業鏈上產值和規模最大的細分領域，到2022年氫能燃料電池汽車的規模將超過百億。屆時，中國市場將會成為燃料電池在國際上的主要市場。電動車觀察家
