上海率先出台燃料電池汽車發展規劃 行業發展勢不可擋

9月20日，上海發布了《上海市燃料電池汽車發展規劃》，提出要加強燃料電池汽車產業的頂層設計，明確燃料電池汽車技術發展路線，加速燃料電池汽車全產業鏈完善，推進燃料電池汽車的規模化和商業化等。

大力發展新能源汽車是當前汽車行業的一個重要趨勢，鋰電池純電動汽車存在著充電時間長續航短等固有缺陷，燃料電池汽車可以彌補鋰電池的諸多劣勢。

業內普遍認為，氫燃料電池才是真正的環保新能源汽車動力。經過這幾年的發展，氫燃料電池汽車已經具備可行性，如果鋰電池不能解決退役電池的回收問題、鋰電池的安全性問題，那麼未來3到5年，氫燃料電池會和鋰電池一爭高下，很可能取代鋰電池。

燃料電池工作原理

燃料電池汽車( FCV) 的工作原理是，作為燃料的氫在汽車搭載的燃料電池中，與大氣中的氧氣發生氧化還原化學反應，產生出電能來帶動電動機工作，由電動機帶動汽車中的機械傳動結構，進而帶動汽車的前橋（或後橋）等行走機械結構工作，從而驅動電動汽車前進。

燃料電池(Fuel Cell)是一種將存在於燃料與氧化劑中的化學能直接轉化為電能的發電裝置。燃料和空氣分別送進燃料電池，電就被奇妙地生產出來。它從外表上看有正負極和電解質等，像一個蓄電池，但實質上它不能「儲電」而是一個「發電廠」。

燃料電池發展歷程

1838年，燃料電池的原理由德國化學家尚班（ChristianFriedrich Sch?nbein）提出，並刊登在當時著名的科學雜誌。

1839年，英國物理學家威廉？葛洛夫把刊登燃料電池理論，其後又把燃料電池設計草圖於1842年刊登。

到20世紀50年代以前，燃料電池一直處於理論與應用基礎的研究階段。燃料電池理論和類型也不斷豐富，1952年英國劍橋大學的Bacon用高壓氫氧製成了具有實用功率水平的燃料電池。在此前期間，GE（通用電氣）資助了PEMFC質子交換膜燃料電池的研究。

20世紀60年代由於載人航天對於大功率、高比功率與高比能量電池的迫切需求，燃料電池才引起一些國家與軍工部門的高度重視。美國NASA（國家航空航天局）的Apollo登月計劃中就是採用燃料電池為太空船提供電力和飲用水的，是美國聯合技術公司的UTCPower通過引進培根專利，成功研製了Apollo登月飛船的主電源——Bacon型中溫氫氧燃料電池，雙子星宇宙飛船(1965)也採用了通用的PEMFC為主電源。再此之後，氫氧燃料電池廣泛應用於宇航領域，同時，兆瓦級的磷酸燃料電池也研製成功，可見，燃料電池在當時已是一種被驗證的相對成熟的技術。

20世紀70-80年代，能源危機和航天軍備競賽大大推動了燃料電池的發展。以美國為首的發達國家開始大力支持民用燃料電池的開發，至今還有數百台當時投資的PC25（200千瓦）磷酸燃料電池電站在世界各地運行。此後，各種小功率燃料電池也開始在宇航、軍事、交通等各個領域中得到應用。

20世紀90年代至今，人類日益關注環境保護。以質子交換膜燃料電池為動力的電動汽車、直接甲醇燃料電池的攜帶型移動電源、高溫燃料電池電站、用於潛艇和航天器的燃料電池等蓬勃發展。

三大主流新能源汽車優缺點

燃料電池對比電動車和內燃機車擁有多項優點，其能量轉換效率比內燃機要高2到3倍，燃料電池車的續航時間為純電動車5倍左右。其加註燃料時間較短，而電動車需耗費8小時左右充滿電量(半小時快充只能充入部分電量)。另外燃料電池的主要燃燒產物為水，只有少量雜質可能造成極少量的二氧化碳和氮氧化物排放，非常環保。但燃料電池車的缺點也很明顯。燃料電池的輔助設備重而體積大，氫燃料製取運輸等程序複雜，對推廣燃料電池車最致命的是高昂造價。

燃料電池成本下降銷量增加

燃料電池成本高昂一直是影響其推廣的一個關鍵因素，而隨著技術的進步及產量的提升，單位成本將逐漸下降。

美國能源局一直致力於降低PEMFC系統成本的研究，在2015年，估計量產50萬件PEMFC的平均系統成本已從2006年的124美元/千瓦降低到53美元/千瓦。另經研究，PEMFC系統成本存在規模經濟效應，即在一定範圍內，隨著年產量的增加，系統成本逐漸減小。

按照DOE數據，2014年，全球燃料電池市場銷售總額增長9億美元，達到22億美元，相比2013年的13億美元增長了69.23%。增長的主要原因美國的物料搬運設備、大規模固定電源使用的燃料電池和日本家用燃料電池銷量大增，使得北美和亞太地區成為燃料電池的主要增長地區。

2014年全球燃料電池出貨量比2013年增長了37%，達到超過50,000組燃料電池，總容量超過180MW，比2013年增長了約7%。其中，北美總裝超過140MW，超過了歐洲和亞洲總裝容量的三倍。

突破瓶頸 水氫順勢而為

在國內,政府對燃料電池汽車的補貼力度遠大於鋰電池汽車,按照2016~2020年新能源補貼政策,鋰電池未來兩年內的補助標準分別比2016年下降了20%和40%。相比之下,政府對燃料電池的補貼維持2016年的水平不變,對整車廠而言吸引力明顯增加。另一方面,燃料電池續航里程是鋰電池的2倍,時速可達140~150km/h,再加上噪音小、加註時間短等,氫燃料電池普遍被業內看好。

然而，氫氣製備及儲運、加氫站的建設等,一直是國內燃料汽車行業發展亟待克服的難題,尤其是加氫站建設,已成為氫燃料電池汽車發展的關鍵。截止到2017年1月,全球正在運營的加氫站達274座,而中國僅佔5座,且大部分並未真正投入商業化運營。

無獨有偶,總部位於東莞的高度合即得能源科技有限公司,2016年已成功利用水氫技術解決氫能汽車氫氣瓶頸難題，完成了對水氫汽車的布局,躋身國內氫能源汽車陣營。因此,水氫汽車的投入使用將在行業內具有一定的標杆性意義,水氫產業有望成為下一個產業風口。

水氫技術利用催化重整技術，將甲醇水作為原料制氫直接發電，不再需要將氫氣壓縮裝罐或者管道運輸，通過加氫站使用。做到了「用氫不見氫」，從根本上解決了儲氫和運輸的安全難題。水氫汽車是將水氫技術應用到汽車上的產物，它直接利用水氫動力系統為電機供電，水氫動力系統替代傳統電動汽車中的鋰電池，只要原料箱中有充足的甲醇水即可保證水氫汽車的續航能力。

相比傳統燃油汽車，水氫汽車在節約成本、節能減排等方面優勢巨大，加上近年來國家政策對新能源汽車的大力扶持，水氫汽車技術條件和市場環境都趨於成熟。目前水氫發電系統水平，已經通過實驗驗證正在處於商業化應用階段。2015年、2016年合即得先後研發成功了水氫觀光車、水氫電動汽車，引爆整個行業。水氫汽車動力更可持續，能效更高，續航能力更強，且可實現零污染排放，可以說是終極新能源汽車解決方案。

▍素材來源：廣東合即得

▍綜合整理：廣東合即得

▍編輯：小合

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