隨著環(huán)境問題和能源問題的日益突出，新能源汽車成為世界各大汽車廠商及科研機構(gòu)的研究熱點。與純電動汽車的火熱程度相比，燃料電池汽車還處于起步階段，因燃料電池可以真正實現(xiàn)零排放，被認為是新能源汽車的終極解決方案。

美國、加拿大、日本、韓國等國家投入了大量資金和人力進行燃料電池汽車研究，豐田、本田、現(xiàn)代等車企已經(jīng)推出市場化的燃料電池汽車。目前，我國燃料電池產(chǎn)業(yè)總體處于產(chǎn)業(yè)化導(dǎo)入發(fā)展期。那么，影響我國燃料電池汽車商業(yè)化的因素有哪些呢？

1法規(guī)因素

我國在《巴黎協(xié)定》中承諾在2030年左右使二氧化碳排放達到峰值并爭取盡早實現(xiàn)，2030年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降60%-65%，非化石能源占一次能源消費比重達到20%左右。為了實現(xiàn)該目標(biāo)，我國必須充分利用風(fēng)能、太陽能等可再生能源取代部分煤炭，從而降低煤炭消耗，以提前達成2030年二氧化碳排放目標(biāo)。目前，我國風(fēng)能、太陽能發(fā)電裝置的配備持續(xù)以全球最快的速度增長。然而，因為風(fēng)能、太陽能發(fā)電不穩(wěn)定而無法上電網(wǎng)，利用率極低；又因為電能存在無法長時間儲存的問題，大多數(shù)產(chǎn)生的電能只能被浪費掉，我國每年浪費的電量約150GW。而氫能具有能量轉(zhuǎn)移的特性，可將這些無法上網(wǎng)的電用于電解水制氫，再將氫氣應(yīng)用于燃料電池汽車，從而為過剩的風(fēng)能和太陽能發(fā)電以及降低碳排放提供完美的解決方案。將可再生能源轉(zhuǎn)化成氫能是實現(xiàn)我國節(jié)能減排目標(biāo)的重要途徑。

2政策因素

最近兩年，國家相關(guān)部委密集出臺政策，大力支持燃料電池汽車的發(fā)展。《中國制造2025》、《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》、《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》等都將發(fā)展氫能和燃料電池技術(shù)列為重點任務(wù)，將燃料電池汽車列為重點支持領(lǐng)域，并明確提出到2020年實現(xiàn)5000輛級規(guī)模在特定地區(qū)公共服務(wù)用車領(lǐng)域的示范應(yīng)用，建成100座加氫站；2025年實現(xiàn)五萬輛規(guī)模的應(yīng)用，建成300座加氫站；2030年實現(xiàn)百萬輛燃料電池汽車的商業(yè)化應(yīng)用，建成1000座加氫站。

地方政府也積極響應(yīng)國家政策，上海市率先發(fā)布《上海市燃料電池汽車發(fā)展規(guī)劃》，廣東佛山、湖北武漢、江蘇如皋、浙江臺州等地方政府也都為各自地區(qū)的燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供政策支持，建立產(chǎn)業(yè)園區(qū)，引進整車企業(yè)及零部件生產(chǎn)廠家，共同推進氫能及燃料電池汽車的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。目前國家對燃料電池乘用車補貼高達20萬/輛，輕型客、貨車的國家補貼為30萬/輛，而大中型客車國家補貼高達50萬/輛。另一方面，我國對純電動、插電式混合動力汽車補貼政策已逐步退坡，但燃料電池汽車的補貼政策仍將持續(xù)到2020年，加之“雙積分”政策的雙重利好，使得民間對氫燃料電池車的關(guān)注熱情空前高漲。在加氫站建設(shè)上，對符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)且日加氫能力不少于200kg的新建燃料電池車加氫站，每站獎勵400萬元的國家補貼。然而，盡管政策規(guī)劃目標(biāo)明確，但政府的產(chǎn)業(yè)導(dǎo)向還不夠明確，也未在能源結(jié)構(gòu)上明確氫能源的地位。

3市場因素

我國燃料電池汽車現(xiàn)在還處于商業(yè)化導(dǎo)入初期，全產(chǎn)業(yè)鏈的不斷完善將刺激我國燃料電池汽車市場逐漸升溫。以億華通為代表的燃料電池發(fā)動機企業(yè)已經(jīng)建立了生產(chǎn)線；以上海神力、新源動力等為代表的電堆及核心零部件企業(yè)正在努力實現(xiàn)國產(chǎn)化；以福田、宇通、飛馳、申龍為代表的整車企業(yè)已經(jīng)走在燃料電池汽車開發(fā)的前列，部分樣車已上國家公告。

鑒于目前我國加氫站數(shù)量還是個位數(shù)，而輕型貨車、中大型客車等商用車憑借對加氫站依賴度小、續(xù)航里程長、停放點和行駛路線固定等自身特點，商用車將成為我國燃料電池汽車最先普及的領(lǐng)域。近期，上汽大通FCV80氫燃料電池輕客正式上市，單次加氫僅需要3分鐘，續(xù)航里程超過400公里，補貼后售價為30萬元，其補貼后的價格與純電動車非常接近。隨著燃料電池堆技術(shù)的進步，核心零部件及材料逐漸國產(chǎn)化，產(chǎn)業(yè)鏈逐步完善，整車價格將不斷下降，最終可與傳統(tǒng)燃油車媲美。

在乘用車領(lǐng)域，從2003年第一代燃料電池混合動力汽車“超越一號”到2015年上汽榮威950燃料電池汽車，我國已在燃料電池乘用車領(lǐng)域進行了初步探索并具備了一定的研發(fā)基礎(chǔ)。但是，由于受國內(nèi)加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施的缺乏以及核心技術(shù)研發(fā)水平的限制，距離氫燃料電池乘用車的商業(yè)化還有更長的路要走。

4技術(shù)因素

要推動燃料電池汽車的商業(yè)化發(fā)展，則要求其采用的燃料電池動力系統(tǒng)必須在性能、壽命和成本等方面達到與傳統(tǒng)燃油汽車相當(dāng)?shù)乃剑⑶遗c純電池汽車相比具有競爭力。目前，制約我國燃料電池汽車商業(yè)化發(fā)展的技術(shù)因素包括燃料電池耐久性、關(guān)鍵材料及核心零部件和氫供給難等問題。

在燃料電池耐久性方面，國內(nèi)相關(guān)企業(yè)燃料電池的穩(wěn)定壽命在5000h左右，而國際先進水平已經(jīng)超過10000h；我國燃料電池關(guān)鍵材料如催化劑，質(zhì)子交換膜、碳紙等還處于實驗室和樣品階段，空氣壓縮機和氫氣回流泵等關(guān)鍵部件還沒有產(chǎn)品供應(yīng)；現(xiàn)階段我國車用儲氫瓶還是使用壓力為35MPa的碳纖維纏繞金屬內(nèi)膽氣瓶，儲氫密度為3.9%，而國外基本均采用70MPa的碳纖維纏繞塑料內(nèi)膽氣瓶，儲氫密度達到5.5%。

基于國內(nèi)目前的現(xiàn)狀，要實現(xiàn)燃料電池汽車商業(yè)化發(fā)展，衣寶廉院士指出，在技術(shù)上有兩條路可走。一條是自主研發(fā)，進一步提高燃料電池動力系統(tǒng)的可靠性和耐久性，并降低電堆成本和鉑用量，開發(fā)非Pt基催化劑；另一條則是引進國外先進技術(shù)，逐步消化，最終實現(xiàn)國產(chǎn)化。根據(jù)我國已制定的燃料電池汽車總體發(fā)展規(guī)劃，通過技術(shù)研發(fā)及示范運行，掌握燃料電池汽車的設(shè)計與集成技術(shù)，逐步實現(xiàn)燃料電池電堆、系統(tǒng)、關(guān)鍵材料及核心零部件的國產(chǎn)化，從而推動燃料電池汽車大規(guī)模商業(yè)化發(fā)展。

5設(shè)施因素

從汽車產(chǎn)業(yè)100多年的發(fā)展史來看，不管傳統(tǒng)燃油汽車與燃油供給體系，還是電動汽車與電能供給體系，車輛技術(shù)都一直是與能源供給體系協(xié)同發(fā)展。在燃料電池汽車商業(yè)化推廣初期，我國應(yīng)該吸取純電動汽車發(fā)展初期因充電基礎(chǔ)設(shè)施不足而制約電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的經(jīng)驗教訓(xùn)。比如在2014年之前，我國過于重視電動汽車技術(shù)和產(chǎn)品的發(fā)展，而忽視了充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，導(dǎo)致電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展受到充電難的制約。而在2015年以后，我國建立了充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)支持政策體系，充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)加快推進，電動汽車產(chǎn)業(yè)化取得突破性進展。因此，燃料電池汽車的商業(yè)化推廣離不開制氫、運氫及儲氫等配套設(shè)施的協(xié)同發(fā)展。

在制氫方面，由于我國擁有大量的廉價副產(chǎn)氫，另外還可以利用棄風(fēng)、棄光發(fā)電進行電解水制氫，原料成本比較便宜；在運氫方面，采用魚雷車運送氫氣是目前國內(nèi)最廉價的方法，盡管液態(tài)運氫的成本更低，但是目前國內(nèi)還沒有建立液態(tài)運氫相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。隨著技術(shù)的進步和標(biāo)準(zhǔn)的逐漸建立，液態(tài)運氫將會是未來運氫的發(fā)展方向；在儲氫方面，加氫站成為能源供給體系中最為重要的一環(huán)，將直接決定燃料電池汽車能否大規(guī)模商業(yè)化。目前我國加氫站還非常少，嚴重制約著燃料電池汽車的商業(yè)化發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計，截至2017年10月底，全球正在運營的加氫站有274座，而中國僅有7座，基礎(chǔ)設(shè)施嚴重落后，無法支撐燃料電池汽車的商業(yè)化。然而，燃料電池汽車現(xiàn)在面臨“雞生蛋、蛋生雞”問題。因為加氫站不足，所以人們購買燃料電池汽車的積極性不高；相反，因為沒有人購買燃料電池汽車，所以建更多加氫站的意義不大。

6安全因素

消費者的心理對燃料電池汽車商業(yè)化的發(fā)展也有較大的影響。有人說燃料電池汽車帶著氫氣瓶就像帶個氫彈，這造成很多人對氫燃料電池汽車安全問題的擔(dān)憂。實際上，氫比石油還要更安全，儲氫罐的密封較好，即便氫氣泄漏，由于氫是最輕的氣體，擴散性極強。在開放空間，氫氣的擴散系數(shù)是汽油的12倍，從危險程度上看，汽油的爆炸能量是相同體積氫氣的22倍，在發(fā)生爆炸時，由于氫氣密度遠低于空氣，爆炸會發(fā)生在氣源上方，而汽油的爆炸則發(fā)生在燃料周圍，汽油的危險程度遠甚于氫氣。氫氣的比重低，易向上逃逸，所以少量的氫氣泄漏，可以在空氣中很快被稀釋成安全的混合氣，這使得發(fā)生事故時影響范圍要小得多，這與美國邁阿密大學(xué)的Swain博士的試驗結(jié)論一致。

對于燃料電池汽車而言，盡管使用的氫氣濃度比為99.99%，遠高于遇明火爆炸極限4.0-75.6%濃度比，但在耐壓鋼瓶存儲中的氫氣，如果遭遇來自外界的明火燃燒，則會自動關(guān)閉多級閥體。車載檢測系統(tǒng)，偵測到鋼瓶或管路出現(xiàn)氫燃料泄漏，控制系統(tǒng)會即刻關(guān)閉氫氣輸出，避免與氧氣混合，確保不會自燃。

企業(yè)對氫燃料電池的安全管控細致入微，將安全隱患消滅在萌芽狀態(tài)。通過合理結(jié)構(gòu)設(shè)計，燃料電池汽車具備多重容錯設(shè)定，保證氫燃料在不同危險環(huán)境下，或切斷氫燃料輸出、或封閉與氧氣的混合。以福田歐輝8.5米燃料電池大巴為，電堆、空氣濾清器、空調(diào)散熱組件、高壓閥體以及氫燃料存儲鋼瓶等核心系統(tǒng)全部頂置，就是充分考慮了燃料電池能量轉(zhuǎn)化的特性而做出的結(jié)構(gòu)層面的的安全設(shè)定。

鑒于大量的試驗和燃料電池整車的實際運行，氫燃料電池汽車的碰撞安全性能是完全有保證的，能夠滿足和符合國家碰撞安全標(biāo)準(zhǔn)。然而，盡管在安全性方面已經(jīng)證明氫燃料電池汽車比燃油車還要更安全，但國內(nèi)消費者對此仍存顧慮，而且消費者對氫燃料安全性的擔(dān)憂，在短期內(nèi)難以改變。規(guī)范氫氣安全使用標(biāo)準(zhǔn)，普及氫氣安全知識，讓消費者能更好地理解氫的安全使用，這種引導(dǎo)與公眾意識的提升非常重要。

結(jié)束語

通過對法規(guī)、政策、市場、技術(shù)、設(shè)施和安全等因素分析，我國要實現(xiàn)燃料電池汽車大規(guī)模商業(yè)化的發(fā)展還有很多工作要做，尤其需要進一步加強市場推廣力度、完善加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和提高消費者對氫安全的認知程度。根據(jù)我國對燃料電池汽車發(fā)展的規(guī)劃，在不久的將來，燃料電池公交客車成為人們出行的交通工具是完全有可能的。