怎樣加快氫燃料電池車國產(chǎn)化進程：不依靠進口，破除零部件國產(chǎn)化難題

本月11日，總理在日本首相安倍晉陪同下，參觀考察了位于北海道苫小牧市的豐田汽車公司相關(guān)零部件工廠。總理參觀的其中一個項目就是，豐田的氫燃料電池車“MIRAI”。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計，自2013年氫燃料電池車商業(yè)化到2017年底，總計售出6475輛氫燃料電池乘用車，其中豐田銷量占比超過75%，豐田在氫燃料電池乘用車*。

 我國氫燃料電池車目前則在商用車領(lǐng)域落地。

 去年，東風(fēng)、福田、宇通等8家車企共生產(chǎn)1272輛氫燃料電池商用車。但是這1272輛氫燃料電池商用車的催化劑大部分都是進口的，膜電極幾乎是全部進口。

 目前，國內(nèi)燃料電池關(guān)鍵材料及零部件的國產(chǎn)化進程正在慢慢進行中，其中清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院與武漢喜瑪拉雅光電科技股份有限公司成立的燃料電池工程技術(shù)中心歷時兩年，攻克了燃料電池催化劑量產(chǎn)技術(shù)，以及膜電極、雙極板等關(guān)鍵材料的研發(fā)和工藝制備。

 首先，催化劑方面，喜瑪拉雅研制出一系列不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的Pt/c催化劑，這囊括了40wt%，50wt%，60wt%，70wt%等不同數(shù)值。

 采用連續(xù)微波的工藝路線，讓產(chǎn)品電化學(xué)活性面積達到90m2/g，同時，日產(chǎn)10公斤/天的能力，將成本大幅降低到了同類進口產(chǎn)品的一半。

此外，雙極板領(lǐng)域，其采用石墨粉做導(dǎo)電骨料，并通過采用模壓方式生產(chǎn)，在保證該部件產(chǎn)品一致性的同時，延長使用，這也讓生產(chǎn)成本比進口的同類零部件降低了80%。

 作為燃料電池多相物質(zhì)傳輸和電化學(xué)反應(yīng)的場所，膜電極決定了燃料電池的性能、壽命、成本，喜瑪拉雅在該領(lǐng)域，利用石墨烯優(yōu)異的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，噴涂在CCM與GDL之間，這不僅增加膜電極的導(dǎo)電性，并加快向外傳遞熱量的速度，以利于成型后電堆的熱管理。

 采用這種“熱定型”膜電極制備方法，一體化封裝成型，在提高功率密度的同時，也讓制造成本相應(yīng)降低。

 正因在催化劑、膜電極、雙極板等關(guān)鍵零部件的生產(chǎn)技術(shù)和工藝具備自主知識產(chǎn)權(quán)，喜瑪拉雅電堆模塊可快速靈活地配置燃料電池，適應(yīng)不同的功率需求、不同的電壓平臺，功率實現(xiàn)1KW到100KW全覆蓋，電堆質(zhì)量密度達到了1.39KW/Kg，體積密度達到1.86KW/L。

 此外，在流場設(shè)計中采用了“穩(wěn)壓”流場技術(shù)，這也改良了氣場流態(tài)，讓各單電池的進口流量均勻；石墨烯的加入，使得電堆的水、熱管理變得相對容易迅速，有利于燃料電池系統(tǒng)的適時控制。

 而為滿足不同用車情境下，提高燃料電池的適應(yīng)能力，喜瑪拉雅針對應(yīng)低溫、高海拔等惡劣環(huán)境條件，也提供了更具針對性的解決方案。

在電堆設(shè)計中，喜瑪拉雅采取了具備低溫-40°C存儲，-20°C啟動的措施，在控制系統(tǒng)中集成了加熱組件，提高了燃料電池系統(tǒng)的低溫啟動速度。

 同時，針對高海拔地區(qū)缺氧問題，該系統(tǒng)中增設(shè)了檢測環(huán)境壓力的傳感器，根據(jù)壓力推測空氣中的含氧量，自動調(diào)節(jié)空氣供給比，滿足不同功率下的氧氣需求量，將空壓機的功耗控制在合理的范圍，減少了BOP的能耗。

目前，該技術(shù)已在燃料電池公交車上搭載運營，產(chǎn)品由喜瑪拉雅、中植汽車合作開發(fā)，電機額定功率135KW，配置50Kwh鋰電池，燃料電池上，輸出功率36Kw，續(xù)航里程達到500km。

 而兩種動力路線的共同作用，在車輛產(chǎn)品運行過程中，提高了能量的利用效率。

 譬如，能量分配上，燃料電池作為車輛行駛的主動力，在上坡、加速等加力情況下，鋰電池提供額外的功率補充；在下坡、減速、剎車等情況下，燃料電池輸出的功率大于電機消耗的功率，多余的能量用于給鋰電池充電。

 除上述情況外，國內(nèi)城市——南海燃料電池關(guān)鍵材料及零部件的國產(chǎn)化進程也在加快。

 近年來，南海將培育發(fā)展氫能和燃料電池技術(shù)提高到戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的高度，并于2015年提出將南海區(qū)打造成國內(nèi)的氫燃料電池汽車核心部件研發(fā)生產(chǎn)基地。

 去年，南海出臺了全省*專門針對新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的扶持政策，對在南海區(qū)從事新能源汽車（含氫能）產(chǎn)業(yè)的企業(yè)給予扶持。

 今年4月份，南海又出臺了《佛山市南海區(qū)促進加氫站建設(shè)運營及氫能源車輛運行扶持辦法（暫行）》，這是目前全國各地區(qū)對加氫站建設(shè)補貼力度zui大的扶持辦法。

 在平臺搭建層面，南海打造了燃料電池及氫源技術(shù)國家工程中心華南中心、自潤滑流動動力機械技術(shù)國家地方聯(lián)合工程研究中心等多個氫燃料電池產(chǎn)業(yè)研發(fā)平臺，促進研發(fā)平臺不斷化。

 今年4月1日，佛山綠色發(fā)展創(chuàng)新研究院也在南海正式揭牌，將重點建設(shè)包括“新能源產(chǎn)業(yè)服務(wù)”在內(nèi)的五大綠色發(fā)展平臺，促進佛山市及南海區(qū)裝備制造業(yè)綠色轉(zhuǎn)型升級。

 在基地建設(shè)層面，在丹灶鎮(zhèn)規(guī)劃了面積8200畝的新能源汽車產(chǎn)業(yè)基地，承接新能源汽車和氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，其中一期900畝已基本建設(shè)完畢，引入了廣順新能源、廣東泰羅斯等企業(yè)，研發(fā)生產(chǎn)新能源汽車關(guān)鍵零部件、壓氣機、氫氣循環(huán)泵以及氫燃料電池動力系統(tǒng)總成等核心部件。

 值得一提的是，位于基地內(nèi)的瑞暉加氫站已于2017年9月7日正式投入運營，這是全國*商業(yè)化審批運營的加氫站，開創(chuàng)了全國商業(yè)化加氫站的先河。

 此外，5月8日，廣東省佛山市南海區(qū)政府和愛德曼氫能源裝備有限公司正式簽訂項目投資協(xié)議。

 該項目選址于南海區(qū)丹灶鎮(zhèn)，將建成氫燃料電池及動力總成生產(chǎn)基地，計劃投資30億元，年產(chǎn)能8萬套氫燃料電池，分三期推進，其中首期項目將于今年投產(chǎn)，全部項目達產(chǎn)后，預(yù)計年產(chǎn)值200億元以上。

目前，南海的氫能產(chǎn)業(yè)涵蓋了從富氫材料及制氫設(shè)備研制、制氫、加氫到氫燃料電池核心部件、動力總成和整車生產(chǎn)等環(huán)節(jié)。

 未來，南海將依托現(xiàn)有汽車產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，以技術(shù)創(chuàng)新、推廣應(yīng)用為重點，發(fā)展新能源汽車尤其是氫燃料電池汽車的相關(guān)項目為核心，致力成為整車及動力電池、驅(qū)動電機、電控等關(guān)鍵零部件發(fā)展的新能源汽車及氫能產(chǎn)業(yè)基地。

 隨著國家相關(guān)政策推動與扶植，目前中國在氫燃料電池各關(guān)鍵材料領(lǐng)域已初步形成產(chǎn)業(yè)鏈，但技術(shù)成熟度差距較大。

 目前，在我國裝車的氫燃料電池汽車中，大多采用國外電堆和技術(shù)，其比例估計達到70%以上。而發(fā)展氫燃料電池汽車一定不能技術(shù)空心化，要把產(chǎn)業(yè)做實。但是進口導(dǎo)致高成本，成本不下降，就無法實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)規(guī)模化。

 因此，只有鼓勵燃料電池零部件*國產(chǎn)化，減少對進口的依賴，進一步降低燃料電池發(fā)動機的成本，使燃料電池汽車達到或接近燃油車的成本，才能使氫燃料電池汽車大眾化與親民化。

 此外，氫燃料電池車的商業(yè)化還面臨諸多考驗，如加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)、氫氣的儲藏與運輸?shù)葐栴}，都制約著氫燃料電池汽車的商業(yè)化和市場普及。

 因此，中短期內(nèi)，燃料電池更適用于一些特定場景的商用車市場，比如物流車、通勤車、公務(wù)用車等。

 目前，我國正在運營的加氫站只有十幾座，主要分布在北京、上海、廣東等地。并且，加氫站的投資建設(shè)成本*，一座中型加氫站至少需要投資上千萬元。

 這需要政府對加氫站建設(shè)提供重要支持，對此各地方政府已經(jīng)出臺系列補貼措施。

 然而，盡管我國燃料電池汽車已經(jīng)在商用車落地，乘用車推廣仍需更長時間。市場對于氫燃料電池車需求已經(jīng)明朗化，但規(guī)?；慨a(chǎn)至少還需要五年。