燃料電池具有燃料能量轉(zhuǎn)化率高、噪音低以及零排放等優(yōu)點(diǎn)，從上個(gè)世紀(jì)末以來便一直受到各國政府和企業(yè)的關(guān)注，其研發(fā)、示范和商業(yè)化應(yīng)用的資金投入就不斷增加。美國、歐洲、日本和韓國等都相繼出臺(tái)支持燃料電池汽車與氫基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展的政策，如美國各州主要以財(cái)政補(bǔ)貼方式支持燃料電池汽車購買和租賃；歐洲特別是英國和德國投入巨資支持燃料電池汽車及其基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)；日本制定了燃料電池汽車和加氫站發(fā)展路線圖：要求到2020年，燃料電池汽車達(dá)到4萬輛，加氫站達(dá)到160座；到2025年，燃料電池汽車20萬輛，加氫站320座；到2030年，燃料電池汽車80萬輛，加氫站900座。韓國政府宣布，到2020年，要出口14000輛輕型燃料電池汽車、10000輛燃料電池公共汽車和出租車。政府計(jì)劃提高對(duì)燃料電池汽車的補(bǔ)貼和稅收優(yōu)惠，并打算到2020年投入運(yùn)營100座加氫站。

 

        在美國，燃料電池應(yīng)用研發(fā)與創(chuàng)新，包括燃料電池核心零部件性能和耐久性提升等，一直受到政府鼓勵(lì)。政府也不斷推動(dòng)氫能與燃料電池技術(shù)在交通運(yùn)輸及其他若干領(lǐng)域的發(fā)展。燃料電池在航天和軍事上的優(yōu)勢(shì)已逐步顯現(xiàn)，美國國防部和美國航空航天局也開始投資新型燃料電池技術(shù)。此外，國家實(shí)驗(yàn)室也在著手進(jìn)行可再生能源制氫研究和氫能安全性分析評(píng)估及其相關(guān)培訓(xùn)等活動(dòng)。

 

        國際汽車巨頭企業(yè)也紛紛推出面向市場(chǎng)的燃料電池汽車。現(xiàn)代途勝ix35燃料電池汽車和豐田Mirai 在2015年已經(jīng)投放市場(chǎng)。2016年，本田的燃料電池汽車車型增加到3種。豐田汽車和現(xiàn)代汽車在積極研發(fā)下一代燃料電池汽車。現(xiàn)代汽車將于2018年3月推出的最新NEXO燃料電池汽車已經(jīng)在2018年平昌冬奧會(huì)上示范。豐田汽車則選擇2020年推出新一代燃料電池汽車。其他全球汽車制造商包括奧迪、寶馬、戴姆勒、通用、起亞也都開發(fā)出燃料電池汽車概念車。

 

        2016年是燃料電池發(fā)展和應(yīng)用具有重大意義的一年。2016年燃料電池產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用突破多個(gè)百萬大關(guān)：加拿大巴拉德燃料電池客車運(yùn)行突破1000萬公里、美國普拉格燃料電池叉車實(shí)現(xiàn)百萬次加氫、韓國現(xiàn)代燃料電池轎車運(yùn)行里程超過150萬公里。從燃料電池應(yīng)用領(lǐng)域角度分析，燃料電池在交通領(lǐng)域的增長(zhǎng)速度最快，2016年比2015年增長(zhǎng)了幾乎3倍。這些數(shù)字標(biāo)志著燃料電池越來越接近市場(chǎng)化應(yīng)用階段。

 

        由于燃料電池在商用車和乘用車等交通領(lǐng)域應(yīng)用已經(jīng)開始發(fā)力，其應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛。美國Bloom Energy公司給蘋果、摩根斯丹利和宜家提供燃料電池發(fā)電設(shè)備。目前燃料電池發(fā)電推廣力度最大的國家是韓國，他們計(jì)劃在未來的5年支持兆瓦級(jí)的燃料電池發(fā)電技術(shù)應(yīng)用。國外已經(jīng)推出燃料電池火車。阿爾斯通首次展出了Coradia iLint燃料電池火車得到關(guān)注，并和德國簽署了60列火車的意向書。

 

        可再生能源制氫將得到更多重視。未來的最環(huán)保低碳要求使得日本在2020 年東京奧運(yùn)會(huì)和殘奧會(huì)采用燃料電池汽車，其氫氣會(huì)通過風(fēng)能和太陽能可再生能源電解水制取。很多國家都有富裕的可再生能源，通過電解水制取的氫氣可以現(xiàn)場(chǎng)使用、也可以存儲(chǔ)或者加入天然氣管道里運(yùn)輸（電到氣）。美國、英國、德國、日本、澳大利亞、加拿大、蘇格蘭、泰國等都在開展天然氣管道運(yùn)輸?shù)捻?xiàng)目。瑞典的生物質(zhì)制氫也正在研究中。

 

        與此同時(shí)，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)將呈現(xiàn)網(wǎng)狀布局：2016年，全球投入運(yùn)營的加氫站有40多座，其中16座新加氫站位于加州。聯(lián)邦高速公路管理局啟用替代燃料與充電網(wǎng)的模式。該網(wǎng)橫跨35個(gè)州，有55條加氫充電高速公路，44條首批指定的加氫高速公路位于10個(gè)州。全球還公布了160座新加氫站的建設(shè)計(jì)劃。英國、比利時(shí)、法國、丹麥、德國、日本、韓國、挪威、瑞典、瑞士、拉脫維亞已經(jīng)或正在建設(shè)更多的加氫站。

 

        國際上燃料電池行業(yè)的資源整合大多采用共建研究聯(lián)盟和國際合作等方式，例如美國國家實(shí)驗(yàn)室根據(jù)需求成立不同的研究創(chuàng)新聯(lián)盟，美國政府和國內(nèi)外企業(yè)就燃料電池系統(tǒng)、應(yīng)用示范、氫基礎(chǔ)設(shè)施和氫安全測(cè)試等建立雙邊、多邊的國際合作機(jī)構(gòu)和機(jī)制。另外，美國政府也積極扶持中小企業(yè)發(fā)展，制定了多個(gè)小企業(yè)創(chuàng)新研究計(jì)劃、小企業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)讓計(jì)劃、小企業(yè)憑證試點(diǎn)計(jì)劃。

 

        對(duì)我國氫能與燃料電池發(fā)展應(yīng)用的借鑒

 

        全球燃料電池在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化、市場(chǎng)化加速發(fā)展的新階段。截止到2017年底，全球累計(jì)銷售燃料電池汽車超過6000輛。韓國現(xiàn)代汽車下個(gè)月即將發(fā)布的全新燃料電池汽車NEXO在產(chǎn)品性能、自動(dòng)駕駛技術(shù)、可靠性等多個(gè)方面進(jìn)行了全面提升，并且提供與內(nèi)燃機(jī)汽車同樣的質(zhì)保。現(xiàn)代汽車也已經(jīng)在韓國形成了燃料電池汽車的完整產(chǎn)業(yè)鏈。日本豐田的Miria燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)商全部是本地化企業(yè)。與此同時(shí)，全球氫能供應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)步伐逐步加快，已經(jīng)建設(shè)運(yùn)營270座以上的加氫站。預(yù)計(jì)截止到2020年，全球燃料電池汽車市場(chǎng)推廣規(guī)模將達(dá)到10萬輛，加氫站將超過1000座。2017年11月13日暨聯(lián)合國波恩氣候變化會(huì)議（COP23）舉辦之際，國際氫理事會(huì)18位企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)人齊聚德國波恩并發(fā)布了題為“氫能源市場(chǎng)未來愿景報(bào)告”，發(fā)布了氫能源普及和能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型方面的發(fā)展藍(lán)圖，在2050年之前，氫能源將占整個(gè)能源消耗量的大約20%，全年的CO2排放量能夠較現(xiàn)在減少約60億噸。

 

        我國早在“九五”計(jì)劃時(shí)就開展支持燃料電池及其應(yīng)用研發(fā)。目前，燃料電池及燃料電池汽車技術(shù)水平已經(jīng)有了很大進(jìn)步，但與世界最先進(jìn)的燃料電池技術(shù)相比，我國在其核心技術(shù)水平方面，如燃料電池可靠性、耐久性、功率密度、整車?yán)鋯?dòng)溫度等，仍存在較大差距。在我國，燃料電池產(chǎn)業(yè)培育還剛剛起步，產(chǎn)業(yè)鏈相對(duì)薄弱，產(chǎn)能不足，部分關(guān)鍵部件缺失。燃料電池使用催化劑、質(zhì)子交換膜、炭紙等關(guān)鍵材料的開發(fā)多處于實(shí)驗(yàn)室和樣品階段；燃料電池電堆及系統(tǒng)產(chǎn)能仍不夠；高轉(zhuǎn)速高性能的空氣壓縮機(jī)、氫氣循環(huán)泵、70MPa碳纖維纏繞塑料內(nèi)膽氣瓶(Ⅳ型)等核心部件還沒有成熟技術(shù)及產(chǎn)品供應(yīng)。

 

        從燃料電池在汽車領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用看，我國尚未形成像豐田、現(xiàn)代和本田等那樣的燃料電池汽車龍頭企業(yè)和完整的產(chǎn)業(yè)鏈。目前我國只有上汽、東風(fēng)、宇通、福田等企業(yè)開發(fā)出燃料電池汽車，一汽、長(zhǎng)安、奇瑞等公司正在開發(fā)燃料電池原型車。 

 

        我國連續(xù)多年是世界第一的氫產(chǎn)量大國，也是全世界可再生能源產(chǎn)能最大的國家，因此不僅具有豐富的副產(chǎn)氫氣資源，而且還可從清潔的風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、水力發(fā)電等可再生能源中制取氫氣，獲取氫能資源的路徑也多種多樣。

 

      為促進(jìn)燃料電池及燃料電池汽車的技術(shù)進(jìn)步和商業(yè)化推廣，中國汽車工程學(xué)會(huì)主動(dòng)發(fā)起成立“國際氫能燃料電池協(xié)會(huì)”，與聯(lián)合國、德國、法國、韓國、荷蘭、美國、日本、加拿大、新加坡、英國、挪威在內(nèi)的12個(gè)國家、國際組織和企業(yè)合作，協(xié)會(huì)的成立有助于推動(dòng)我國整體燃料電池技術(shù)水平，擴(kuò)大國際影響力、增大國際話語權(quán)。

 

        堅(jiān)持政府引導(dǎo)。加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，積極發(fā)揮國家規(guī)劃引導(dǎo)和政策激勵(lì)作用，鼓勵(lì)地方政府和企業(yè)結(jié)合自身優(yōu)勢(shì)，科學(xué)制定政策和規(guī)劃，逐步形成燃料電池、燃料電池汽車、氫供給體系的龍頭企業(yè)，并推動(dòng)建設(shè)形成適度超前于燃料電池汽車發(fā)展的氫能基礎(chǔ)設(shè)施體系和網(wǎng)絡(luò)。

 

        堅(jiān)持市場(chǎng)主導(dǎo)。充分發(fā)揮市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)和資源配置的主體作用，努力營造統(tǒng)一、競(jìng)爭(zhēng)、有序的市場(chǎng)環(huán)境，促進(jìn)燃料電池相關(guān)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，另外，發(fā)揮行業(yè)學(xué)會(huì)、協(xié)會(huì)和產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)，建立跨行業(yè)組織協(xié)調(diào)機(jī)制，加強(qiáng)市場(chǎng)協(xié)同作用，促進(jìn)燃料電池關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù)的轉(zhuǎn)化應(yīng)用，逐步推動(dòng)燃料電池技術(shù)及產(chǎn)品在熱電聯(lián)供、軌道交通、航空航天、深海航潛等領(lǐng)域的應(yīng)用和聯(lián)動(dòng)發(fā)展。