河南省氫能及氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展建議

李冠峰 馬雁 劉曉明 李金保 李德峰 馬建勛

摘 要：簡要介紹了我國氫燃料汽車的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀，分析了河南省氫燃料電池汽車、氫能利用關鍵零部件及核心裝備、燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策及示范應用方面的情況，提出了統(tǒng)籌規(guī)劃、做好氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展頂層設計，加強基礎及應用研究、提供強力技術支撐，突出發(fā)展重點、帶動產(chǎn)業(yè)全方位發(fā)展，加強組織領導、培育良好的產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境的河南省氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議。

關鍵詞：氫能;燃料電池汽車;發(fā)展建議

中圖分類號：TK91;U473.4 ? ? 文獻標志碼：A ?文章編號：1003-5168（2022）9-0136-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2022.09.030

Current Situation and Development Suggestions of Hydrogen Energy and Hydrogen Fuel Cell Vehicle Industry in Henan Province

LI Guanfeng1，2? ? MA Yan3? ? LIU Xiaoming3? ? LI Jinbao4? ? LI Defeng1? ? MA Jianxun2

（1.College of Mechanical and Electrical Engineering， Henan Agricultural University， Zhengzhou 450002， China; 2.School of Vehicle and Transportation Engineering， Zhengzhou University of Science&Technology， Zhengzhou 450002，China;3. Society of Automotive Engineers of Henan，Zhengzhou 450004，China;4.Henan Automobile Industry Association， Zhengzhou 450004，China）

Abstract： The author briefly introduces the development history and present situation of hydrogen fuel vehicles in our country， analyzes the hydrogen fuel cell vehicles， hydrogen use key parts and core equipment， fuel cell automobile industry development policy and demonstration application， put forward the overall planning， top hydrogen industry development design， strengthen basic and application research， provide strong technical support， key development， driving industry development， strengthen leadership， foster good industry development environment of hydrogen energy industry development in Henan Province.

Keywords： hydrogen energy; fuel cell powered vehicle; development suggestion

0 引言

氫的用途廣泛，不僅是主要的工業(yè)原料，也是最重要的工業(yè)氣體和特種氣體，在醫(yī)療、石油化工、電子工業(yè)、冶金工業(yè)、食品加工、航空航天等方面有著廣泛的應用。同時，氫也是一種理想的二次能源。氫作為能源使用，具有許多優(yōu)點，被認為是21世紀最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?，是人類?zhàn)略能源的發(fā)展方向。從全球范圍來看，世界主要發(fā)達國家從能源、環(huán)境等角度出發(fā)，都十分重視氫能的發(fā)展。目前，氫能和燃料電池已在一些細分領域初步實現(xiàn)了商業(yè)化，預計未來幾年氫能將迎來產(chǎn)業(yè)爆發(fā)。據(jù)有關資料，到2025年我國氫能產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將達到1萬億元;到2050年，氫能在我國終端能源體系中占比超過10%，產(chǎn)業(yè)鏈年產(chǎn)值將達到12萬億元[1]。在“雙碳”目標指引下，我國的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展正步入快車道，但各地如何抓住機遇有效利用已有基礎優(yōu)勢，揚長避短，制定可行的發(fā)展目標，對我國氫能產(chǎn)業(yè)的健康有序發(fā)展、加速能源綠色低碳轉型、實現(xiàn)碳達峰碳中和目標具有重要意義。

1 氫燃料汽車的發(fā)展狀況

氫氣在汽車上替代傳統(tǒng)的汽油或柴油使用，是氫能應用的重要領域之一。氫氣可以在經(jīng)過改進的傳統(tǒng)發(fā)動機上作為燃料直接燃燒或與汽化的汽油或柴油混合后燃燒使用，使發(fā)動機運轉產(chǎn)生動力，也可以通過車載燃料電池裝置將氫氣轉換成電能，源源不斷地使電動機產(chǎn)生動力而驅動車輛前進。而燃料電池汽車是目前比較認可的氫能在汽車上的應用。

我國自“十五”時期開始開展燃料電池汽車的研究，并在2008年的北京奧運會和2010年的上海世博會期間進行了燃料電池汽車示范運行。2012年6月，國務院印發(fā)《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012—2020年）》，確立了包括純電動汽車、插電式混合動力汽車和燃料電池汽車的三大發(fā)展方向，并提出燃料電池汽車、車用氫能源產(chǎn)業(yè)與國際同步發(fā)展的目標。2014年，在國務院印發(fā)的《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃（2014—2020年）》中，氫能與燃料電池定為能源科技創(chuàng)新戰(zhàn)略的20個重點創(chuàng)新方向之一。自此，燃料電池汽車產(chǎn)品的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化速度加快，主要汽車生產(chǎn)企業(yè)也紛紛推出燃料電池汽車的公告車型。2015年，鄭州宇通客車公司開發(fā)的ZK6125FCEVG1燃料電池客車正式列入道路機動車輛生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品（第274批）公告，將我國燃料電池客車的示范運行向前推進了一大步，成為國內(nèi)燃料電池客車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要里程碑[2]。之后，從2016年至2020年，工信部發(fā)布的燃料電池汽車公告車型共計565款（不包括燃料電池底盤類產(chǎn)品），復合增長率為186.89%[3]。2017年，《中國制造2025》中又進一步明確支持燃料電池汽車的發(fā)展，同年4月，工業(yè)和信息化部、國家發(fā)展和改革委員會、科學技術部聯(lián)合印發(fā)《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》（工信部聯(lián)裝〔2017〕53號），確定了我國燃料電池技術發(fā)展路線圖，為燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展指明了道路。燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化駛上了快速發(fā)展的道路。294FC53E-C618-4B3C-9018-E7D2C95232C9

目前，氫燃料電池的電堆功率密度、使用壽命、冷啟動性能等關鍵技術與成本的瓶頸已逐步突破，國際先進的電堆密度已達到3.1 kW/L，乘用車系統(tǒng)使用壽命達到5 000 h，商用車達到20 000 h，車用燃料電池系統(tǒng)發(fā)動機成本相比21世紀初已下降80%～95%[1]。而公開報道的資料顯示，燃料電池系統(tǒng)的電堆體積功率密度紀錄在不斷刷新。氫燃料電池汽車的銷量也逐年上升，據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會資料，2020年我國氫燃料電池汽車產(chǎn)銷量為1 199輛和1 177輛，2021年產(chǎn)銷量分別為1 777輛和1 586輛，同比增加48.2%和34.7%。2015—2021年，全國氫燃料電池汽車累計產(chǎn)銷量9 237輛和8 938輛。另據(jù)網(wǎng)易資料，2021年，全球主要國家共銷售燃料電池汽車16 313輛，保有量接近50 000輛。

氫燃料電池汽車的優(yōu)勢毋庸置疑，但劣勢也仍存在。隨著科學技術的不斷進步，曾經(jīng)困擾氫燃料電池發(fā)展的氫燃料安全性以及貯存、加注技術等難題已經(jīng)逐步攻克并不斷完善，而繼續(xù)降低制造成本及保證廉價、足夠量的綠色氫氣供應依然是阻礙氫燃料電池汽車發(fā)展需要考慮的問題。

2 河南氫能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展狀況

河南省開展氫能開發(fā)利用研究已經(jīng)多年，研究領域涵蓋氫能制造到終端利用全產(chǎn)業(yè)鏈。

2.1 氫燃料電池汽車方面

在河南省汽車行業(yè)內(nèi)的氫燃料電池的應用方面，客車一直處于前列，宇通公司的燃料電池客車整車性能處于國內(nèi)領先水平。早在2009年，宇通集團就開始開發(fā)第一代增程式燃料電池客車。2014年7月，該公司承擔的河南省重大科技專項“燃料電池城市客車關鍵技術研究及整車開發(fā)”項目啟動，經(jīng)過3年的攻關，2017年6月項目順利通過河南省科技廳組織的專家驗收。2018年8月，3輛氫燃料電池公交車投入鄭州市727路公交線路運行，全面進入商業(yè)示范運行階段。2018年8月，為第24屆冬奧會舉辦城市張家口市交付25臺氫燃料電池公交車。2021年12月，首批30輛宇通氫燃料電池客車交付國家電投氫動力科技服務有限公司開啟“綠色冬奧”之旅。目前，宇通集團已全面布局燃料電池商用車，產(chǎn)品涵蓋客車、環(huán)衛(wèi)車、卡車和物流車等多個領域。

在乘用車領域，海馬汽車從2015年開始氫燃料電池汽車研發(fā)，開發(fā)了70 MPa氫能MPV樣車。在貨車領域，奇瑞汽車在河南省開封市設有商用車工廠，專注貨車等商用車研發(fā)、生產(chǎn)，集團公司已開發(fā)出燃料電池客車、中型物流車，具有良好的燃料電池汽車技術積累，開封研究中心落成后，將在開封形成從燃料電池電堆到整車的自主開發(fā)、測試能力。河南德力新能源汽車有限公司成立以來，推出了多種新能源物流車、卡車，其自主研發(fā)的燃料電池輕型物流車已在安陽市開展示范物流運營。

在農(nóng)用機械領域，2020年7月，由設立在中國一拖的國家農(nóng)機裝備創(chuàng)新中心牽頭發(fā)起，清華大學天津高端裝備研究院與河南洛陽先進制造產(chǎn)業(yè)研發(fā)基地聯(lián)合打造的中國首臺5G+氫燃料電動拖拉機在洛陽正式發(fā)布[4]。

2.2 關鍵零部件及核心裝備方面

河南豫氫動力有限公司具有氫燃料電池高性能催化劑、膜電極組件（MEA）、雙極板設計、金屬板表面處理、密封技術、整堆集成、系統(tǒng)集成與控制等全產(chǎn)業(yè)鏈研發(fā)及制造能力，已建有年產(chǎn)500臺燃料電池堆套示范線，開發(fā)的高性能膜電極組件、0～150 kW燃料電池電堆、50～120 kW燃料電池系統(tǒng)、100～300 kW熱電聯(lián)供系統(tǒng)等已在工程實踐中應用。

鄭州精益達汽車零部件有限公司已經(jīng)擁有了燃料電池控制器、電池控制系統(tǒng)的自主研發(fā)能力，并在客車上應用。鄭州意昂神州科技有限公司也在燃料電池控制器、燃料電池控制系統(tǒng)開發(fā)及測試實驗室建設方面在國內(nèi)市場具有較大的影響力。新鄉(xiāng)平原濾清器有限公司研發(fā)與生產(chǎn)的有燃料電池客車空氣濾清器、離子交換器等。洛陽雙瑞精鑄鈦業(yè)有限公司自主研制的超薄高精度鈦卷，可作為燃料電池金屬雙極板使用等。

在氫能儲存、加注裝備方面，河南豫氫裝備有限公司目前已覆蓋氫能領域制氫、儲運、壓縮、加注等氫能裝備全產(chǎn)業(yè)鏈的自主研發(fā)及生產(chǎn)能力。公司為北京冬奧會氫能源汽車提供加氫而建設的北京中關村延慶園加氫站，90%的關鍵裝備和部件以及車載供氫系統(tǒng)關鍵部件實現(xiàn)自主生產(chǎn)。正星科技股份有限公司在加氫站設備研發(fā)生產(chǎn)、油氫合建站建設等領域處于國內(nèi)領先地位。除上述外，還有亞普汽車部件（開封）有限公司已研發(fā)出Ⅳ型70 MPa的儲氫瓶，河南航天695廠為航天運載氫氧發(fā)動機和加注系統(tǒng)研制配套閥門、管路等產(chǎn)品。

2.3 燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策及示范應用方面

2018年8月，河南省人民政府辦公廳印發(fā)《河南省新能源及網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展三年行動計劃（2018—2020年）》[5]，明確支持宇通客車推進氫燃料客車產(chǎn)業(yè)化，支持鄭州市設立氫燃料公交示范運營線路，同步開展加氫站布局建設，積極探索解決氫源及用氫成本問題，逐步推廣到鄭州大都市區(qū)城際公交線路。

2020年4月，河南省工業(yè)和信息化廳、國家發(fā)展改革委、科技廳、財政廳、住房和城鄉(xiāng)建設廳、交通運輸廳、應急管理廳以及市場監(jiān)督管理局等8部門聯(lián)合發(fā)布《河南省氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動方案》，提出以客車為牽引，促進物流等商用車產(chǎn)業(yè)發(fā)展，以重點城市群輻射帶動全省范圍開展氫燃料電池汽車示范應用;到2025年，河南省氫燃料電池汽車相關產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)值突破1 000億元的發(fā)展目標。

2021年10月，鄭州市公布《鄭州市氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2020—2025年）》，提出到2022年和2025年兩個階段在研發(fā)創(chuàng)新實力提升、產(chǎn)業(yè)鏈體系建設、推廣應用成效三個方面的發(fā)展目標。明確要培育壯大產(chǎn)業(yè)集群、開展試點示范工程、實施重點研發(fā)專項、搭建產(chǎn)業(yè)服務平臺、構建氫能供給體系和完善支持政策體系等6個方面的重點任務。

2021年12月28日，財政部、工業(yè)和信息化部、科技部、國家發(fā)展改革委、國家能源局等五部門發(fā)布《關于啟動新一批燃料電池汽車示范應用工作的通知》[6]，以鄭州、新鄉(xiāng)、開封、安陽、洛陽及焦作等城市組成的河南燃料電池汽車示范應用城市群正式獲批，成為全國5個示范城市群之一。這將大大加快河南省在全國汽車新能源應用、能源產(chǎn)業(yè)升級的步伐，有力推動河南省氫能及儲能未來產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。294FC53E-C618-4B3C-9018-E7D2C95232C9

3 對河南省氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的建議

3.1 統(tǒng)籌規(guī)劃，做好氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展頂層設計

在氫能產(chǎn)業(yè)鏈中，制氫技術、基礎設施如加氫站建設、燃料電池研發(fā)與制造是氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎與核心，而氫燃料電池汽車、工業(yè)及建筑領域用氫設備的開發(fā)應用則是打通氫能應用市場化的必備條件。雖然河南省氫能已逐步建立起制儲運加用等重點環(huán)節(jié)的產(chǎn)業(yè)鏈，初步具備了規(guī)?；l(fā)展的基礎，但仍未走出產(chǎn)業(yè)發(fā)展的萌芽時期，同時氫能產(chǎn)業(yè)仍面臨著系統(tǒng)發(fā)展不協(xié)調(diào)，核心技術、關鍵零部件依賴進口，產(chǎn)業(yè)配套能力不足，后續(xù)市場應用不暢通等問題。因此，須進一步摸清河南省氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，厘清氫能發(fā)展管理體制機制，規(guī)范進一步發(fā)展的政策措施等。要加強系統(tǒng)規(guī)劃和科學布局，通過氫能示范城市群的落地及扎實推進實施，探索總結綠色氫能生產(chǎn)、儲存、運輸及終端供應的高效、可靠、經(jīng)濟、綠色可持續(xù)的產(chǎn)業(yè)鏈體系。

3.2 加強基礎及應用研究，提供強力技術支撐

圍繞氫產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展動態(tài)，以發(fā)展綠氫為引領，開展綠色制氫、氫儲能、高效利用的基礎理論及應用研究。如將風、光電、生物質等新能源開發(fā)利用與氫能利用結合，開展風、光電互補揉和應用電解制氫、太陽能光合生物制氫，新型燃料電池關鍵材料及制備、各種存儲與運輸可能性、氫能在工業(yè)及建筑領域的應用等。

3.3 突出發(fā)展重點，帶動產(chǎn)業(yè)全方位發(fā)展

結合河南省發(fā)展基礎及實際，布局產(chǎn)業(yè)鏈重點環(huán)節(jié)，培育氫能產(chǎn)業(yè)。在產(chǎn)業(yè)鏈上游，前瞻布局綠氫制氫產(chǎn)業(yè)裝備的開發(fā)及推廣應用，開展新型綠色氫氣制備、儲運和加注環(huán)節(jié)裝備的研發(fā)，推動完善氫能供給體系。產(chǎn)業(yè)鏈中游主要是燃料電池及核心零部件（包括雙極板、膜電極、質子交換膜、氣體擴散層、催化劑等）、電堆、系統(tǒng)的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售等。在產(chǎn)業(yè)鏈下游，主要涉及燃料電池新能源汽車、不間斷電源、工業(yè)及建筑領域用氫等。要以氫燃料電池汽車整車為龍頭，加快拓展在“脫碳”難度大的工業(yè)及建筑領域的氫能應用，帶動培育出一批骨干企業(yè)，打造氫燃料電池汽車、工業(yè)及建筑領域用氫的創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈和價值鏈。

3.4 加強組織領導，培育良好的產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境

政府各職能部門按《河南省氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動方案》提出的任務清單，積極按時間節(jié)點完成，將各項保障措施落實到位。要加強科普宣傳和教育引導，不斷完善政策支持措施和產(chǎn)業(yè)配套服務，規(guī)劃建設系列加氫站，解決后續(xù)市場應用不暢通問題，為氫能廣泛利用奠定基礎。

4 結語

在2020年9月的第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上，習近平主席正式宣布：“中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和?！?021年以來，習近平主席又在多個場合一以貫之強調(diào)堅持走生態(tài)優(yōu)先、綠色低碳發(fā)展道路。2021年3月，“十四五”規(guī)劃綱要草案將氫能正式納入;2021年12月，工業(yè)和信息化部印發(fā)的《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》提出“加快氫能技術創(chuàng)新和基礎設施建設，推動氫能多元利用”。必須充分發(fā)揮已有氫能資源及產(chǎn)業(yè)基礎優(yōu)勢，搶抓發(fā)展機遇，全力以赴，推動氫能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，為“雙碳目標”的實現(xiàn)做出貢獻。

參考文獻：

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[4] 大河網(wǎng).快訊！中國首臺5G+氫燃料電動拖拉機發(fā)布[EB/OL].（2021-06-16）[2022-03-11].https：//news.dahe.cn/2020/06-16/667377.html.

[5] 河南省人民政府.關于印發(fā)河南省新能源及網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展三年行動計劃（2018—2020年）的通知[EB/OL].（2018-11-28）[2022-03-11].http：//www.henan.gov.cn/2018/11-28/724033.html.

[6] 工信部.五部門發(fā)布《關于啟動新一批燃料電池汽車示范應用工作的通知》[EB/OL]. （2022-01-11）[2022-03-12].http：//www.mei.net.cn/qcgy/202201/1641882956.html.294FC53E-C618-4B3C-9018-E7D2C95232C9