中國“氫燃料電池”產業化前景分析預測

2015年是國際氫燃料電池汽車產業化的時間節點。包括梅賽德斯-奔馳、通用汽車、豐田和現代在內的八家主要汽車公司將以每輛5萬美元的價格推出商用車。在家用發電方面，日本于2009年5月宣布，1千瓦家用燃料電池已進入商業化階段，迄今已售出6000多臺。在中國，雖然距離2015年只有五年的時間，但氫氣的利用還沒有國家計劃，更不用說市場了。

事實上，在2009年財政部和科技部公布的新能源公共服務車補貼標準中，就提出了“燃料電池汽車25萬元，公交車60萬元”的政策。但到目前為止，價格還沒有市場，所以沒有用。是什么阻礙了中國氫能經濟的發展？氫能是一種離我們很遠的“未來技術”嗎？

清華大學教授毛宗強告訴筆者，氫能并不遙遠，但現有系統是最大的制約因素。“從歐美、日本等發達國家的發展狀況來看，他們已經走在了前列，我們應該感受到壓力。”剛剛從美國考察回來的上海交通大學教授馬子峰也告訴筆者，如果中國不密切關注氫能的發展，新能源汽車“彎道超車”的預期可能會破滅。今年6月中旬，由中國地質大學（武漢）“千人計劃”特聘教授程寒松和中國科學院物理化學研究所研究員童振和、毛宗強主持的香山科學大會第400次研討會舉行，這是中國氫能領域的第一次香山會議。與會專家普遍認為，中國在氫能領域投入較少，缺乏布局規劃，也沒有制定明確的路線圖和時間表。他們建議政府牽頭制定國家氫能路線圖。

家庭制度依賴于補貼。

目前，全球有數以萬計的燃料電池發電站，但其推廣離不開政府補貼。據悉，日本1千瓦的燃料電池售價300萬日元，約合人民幣20萬元，政府補貼130萬日元，取消補貼后約合人民幣12萬元。有了這個電池系統，日本家庭每天可以向電網出售多余的電力，同時利用釋放的熱量獲得免費的熱水。美國家庭住宅規模較大，燃料電池規模約為5千瓦，價格為5萬美元。目前，加州的銷售額不錯，主要是因為該州可以享受聯邦政府和州政府的雙重優惠，除補貼外，用戶需要支付約3萬美元。

然而，這個價格在中國仍然很高，但毛宗強透露，如果這些技術能夠本地化，成本將大大降低。據悉，家用燃料電池發電系統由重整器、燃料電池和逆變器三部分組成。其中，中國的重整器水平不夠，一氧化碳含量達到幾十甚至100ppm，導致鉑中，但日本的技術可以低于5ppm，大大延長了電池壽命。此外，國內燃料電池中鉑的消耗量是國際領先水平的數倍，因此成本更高。因此，如果引進重整器，減少燃料電池中貴金屬催化劑的用量，開發高效儲氫技術，結合國產燃料電池技術和逆變器，國產燃料電池系統的成本將大大降低，并在中國推廣。

2009年2月，中國氫能代表團赴日本考察談判，試圖引進日本國產燃料電池技術，尤其是重整器。它沒有成功。據了解，鑒于這一弱點，中國目前正在解決關鍵技術問題，并取得了一些進展。美國工程院預測，2015年氫燃料電池汽車將在全球主要工業化國家批量進入市場。憑借其技術優勢，它將在15到20年內取代現有車型，占據汽車市場的領先地位。

在過去的十年里，本田、豐田、通用M……

ors、梅賽德斯-奔馳、大眾和福特在氫動力汽車的研發上投入了數十億美元，許多成果已經達到工業化的門檻。今年4月24日，梅賽德斯-奔馳燃料電池車隊抵達北京，這是車隊全球巡回賽的一站。5月，該團隊成功返回德國并繞地球一周，這證明了其可靠性。寶馬在研發方面投入了超過10億歐元，并生產了100輛氫柴油機車，這些機車已在美國各地免費測試。日本制造的燃料電池汽車充一次氫可以行駛800公里，加一次只需幾分鐘，最高時速可達180公里。美國UTC公司開發的燃料電池汽車已試運行超過1萬小時，超過了美國能源部設定的6000小時的商業化標準。它已成為燃料電池汽車產業化的重要標志。

“事實上，它發展得很快，大約有10年的時間。毛宗強說，2000年德國制造的第一輛燃料電池車有救護車那么大，但它只能坐一個人，所有的空間都用來堆放燃料電池。但現在，燃料電池車的內部空間與汽油車沒有什么不同。同時，隨著技術的進步ts預測，如果投入大規模生產，2015年燃料電池汽車的生產成本將僅比傳統汽車高20%。

然而，這些制造商目前基本上已經停止生產。在毛宗強看來，技術和成本并不是阻礙燃料電池汽車發展的難題。接下來的困難主要是基礎設施建設，所以所有的車企都在等待。據報道，德國準備在2015年前建造1000個加氫站。

確定氫能的經濟時間表

國際氫能研究持續升溫，國際氫能經濟的時間表將在2050年左右實現。根據美國氫能技術路線圖，到2040年，美國將進入“氫能經濟”時代。近年來，我國對氫能的研究也取得了一些進展。據筆者了解，國內產業實際上已經達到了相當規模，有數百家相關企業，基礎也很好。一些企業可以在以燃料電池為主業的前提下，通過銷售產品實現工業化甚至盈利。中國氫能發展的主要阻力來自現有的體制。毛宗強說，工業上現有的加油系統將固體和氣體燃料改為液體燃料，但一次轉換后能量損失很大。如果氫可以直接用作汽車燃料，效率將大大提高。“另一個是現有利益集團的利益格局難以打破。”毛宗強說。

盡管中國目前的各級規劃都沒有考慮氫能，但這次香山會議可能是一個信號。據報道，本次會議重點討論了中國在這一領域的主要專家。我們希望香山會議將成為推動政府部門增加氫能投資的起點。國家發展改革委、工業和信息化部、科技部、中國科學院、中國自然科學基金等部門要加大支持力度，加強政策引導，鼓勵中石油等大型企業，中國石化和汽車公司將進入氫能領域，并加快培養杰出的科學家和工程師，以盡快縮短與外國的差距。”程寒松說。

在中國第一條氫能源公路的建設在電動汽車充電站進入人們的視野后，燃料電池汽車加氫站離我們不遠了。根據美國工程院的預測，氫燃料電池汽車將在2015年批量進入發達市場，并將在15至20年內取代現有的燃油車和混合動力車，占據全球汽車市場的領先地位。為此，寶馬、通用、豐田等全球主要車企已提前做好技術儲備，德國準備在2015年前建設1000個加氫站。中國上汽集團也計劃……

到2015年生產1000輛燃料電池汽車。然而，中國的加氫站建設尚未被提上議事日程。

中國地質大學“千人計劃”特聘教授程寒松告訴筆者，目前全球已建成400多個加氫站，其中大部分位于歐美，大部分直接建設了加氫高速公路。目前，中國只有北京和上海的四個加氫站，并且沒有加氫高速公路。在最近舉行的以“氫能科技發展與戰略”為主題的香山科學大會第400次研討會上，與會專家提出，“十二五”期間可以建立中國第一條“氫能高速公路”。所謂氫能源高速公路，就是在高速公路上建一個加氫站，讓這條路可以行駛氫能源汽車。

現在，中國的副產品氫氣的價格比汽油便宜。因此，我們有信心這條高速公路能夠盈利。”會議執行主席、清華大學教授毛宗強告訴筆者。據介紹，中國焦化等副產品年產量為900億立方米，其熱值相當于2008年全國6000多萬噸汽油消費量的1/3。但由于沒有合適的用途，利用率很低，大部分都被浪費了。然而，由于目前中國缺乏燃料電池汽車和氫柴油機車，毛宗強表示：“一旦這條氫能源高速公路建成，CNG汽車將首先受益。”

據報道，這條高速公路將學習美國的經驗。加氣站有許多氣柱，有許多燃料，如天然氣、HCNG（天然氣和氫氣的混合燃料）和氫氣。與目前的加油站類似，有97個汽油站，93個汽油站和柴油站。未來，汽油車、柴油車、CNG車、HCNG車和氫能源車都可以出現在這條氫能源高速公路上。毛宗強透露，國家氫能標準化委員會已經通過了這樣一個加油站標準，以確保加油站在早期也能盈利。

目前，中國對CNG汽車的需求旺盛，南方一些省市的天然氣經常排起長隊。筆者最近在安徽合肥接受采訪時了解到，當地出租車都是兩用車，但基本都是使用天然氣。據司機說，天然氣燃料的價格是汽油的一半。

毛宗強在山西陽泉調研時還計算過，與汽油相比，出租車司機每天使用天然氣可以節省100元的燃油費用。然而，由于天然氣加油站很少，排隊加油甚至需要兩個小時。毛宗強回憶道：“很多司機認為我是從上面來調查的，他們也呼吁我多建幾個車站。”。根據國家“十二五”規劃，從“十一五”末的1000億立方米天然氣將增加到2000億立方米。毛宗強認為，天然氣是一種先進的燃料。除了國內天然氣，它還將在運輸中發揮更大的作用。此外，中國的CNG汽車并不多，只有大約40萬輛。

事實上，中國不是一個天然氣豐富的國家，需要進口一些天然氣。CNG加氫的實踐使參加香山科學會議的專家們對氫能高速公路的前景更加充滿信心。據介紹，氫氣的熱值僅為天然氣的1/3，但混合后，燃料空燃比得到提高，允許有更多的空氣。經過國內外實驗發現，在CNG中加入一定體積的氫氣不會降低動力性能，最大的好處是減少50%的氮氧化物排放。

目前，中國車用天然氣的價格在3.6元/立方米至4.7元/立方米之間，而副產品氫氣可低至1元/立方米。因此，盡管HCNG車輛每次可以行駛的距離略小于CNG車輛，但這一差距可以通過更低的價格來彌補。此外，將CNG汽車改造成HCNG汽車幾乎不需要更換硬件和升級軟件，而且成本非常低。HCNG比CNG更便宜、更清潔、更安全。毛宗強說：“對國家來說，一方面，它使用副產品氫……

這是無用的，另一方面，它節省了天然氣，一舉兩得。"

據筆者了解，這條氫能高速公路的提出得到了業內企業的廣泛支持。目前，山西省河津市已建成全球最大的氫氣和天然氣加氣站，每天可生產20萬立方米混合氣，即將投入使用。

為什么是氫能？

全球二氧化碳減排的巨大壓力為氫能提供了絕佳的發展機遇。目前，氫氣主要來自碳氫化合物的重整。傳統內燃機汽車產生的二氧化碳很難被收集，但通過碳氫化合物重整制氫產生的二氧化碳可以被大規模捕獲、掩埋和密封或用作工業原料。在氫能經濟的長期規劃中，水分解制氫是未來制氫技術的主要方向。

可再生能源在時間和空間上都不穩定，因此有必要開發儲能技術。氫氣是最好的儲能介質。太陽能和風能等不穩定的可再生能源可以通過電解水轉化為穩定的能源進行儲存。中國擁有世界上最大的風電裝機容量，但大部分風電無法有效并網。將這部分能量轉化為氫能進行儲存和利用是一種有效的儲能方法。

全球96%的氫能來自化石能源，4%來自水電解，但這部分主要來自水電站，而不是太陽能和風能等新能源。專家們希望在未來將這一部分提高到30%~40%。

在氫能應用技術方面，目前主要的氫能轉換方式是氫燃料電池和氫內燃機。氫能利用技術，特別是氫燃料電池技術，穩定、高效、無污染，在移動交通、儲能和分布式能源供應方面顯示出巨大優勢，解決了能源持續供應和環境保護兩大問題。

（編輯/董海榮）2015年是國際氫燃料電池汽車產業化的時間節點。包括梅賽德斯-奔馳、通用汽車、豐田和現代在內的八家主要汽車公司將以每輛5萬美元的價格推出商用車。在家用發電方面，日本于2009年5月宣布，1千瓦家用燃料電池已進入商業化階段，迄今已售出6000多臺。在中國，雖然距離2015年只有五年的時間，但氫氣的利用還沒有國家計劃，更不用說市場了。

事實上，在2009年財政部和科技部公布的新能源公共服務車補貼標準中，就提出了“燃料電池汽車25萬元，公交車60萬元”的政策。但到目前為止，價格還沒有市場，所以沒有用。是什么阻礙了中國氫能經濟的發展？氫能是一種離我們很遠的“未來技術”嗎？

清華大學教授毛宗強告訴筆者，氫能并不遙遠，但現有系統是最大的制約因素。“從歐美、日本等發達國家的發展狀況來看，他們已經走在了前列，我們應該感受到壓力。”剛剛從美國考察回來的上海交通大學教授馬子峰也告訴筆者，如果中國不密切關注氫能的發展，新能源汽車“彎道超車”的預期可能會破滅。今年6月中旬，由中國地質大學（武漢）“千人計劃”特聘教授程寒松和中國科學院物理化學研究所研究員童振和、毛宗強主持的香山科學大會第400次研討會舉行，這是中國氫能領域的第一次香山會議。與會專家普遍認為，中國在氫能領域投入較少，缺乏布局規劃，也沒有制定明確的路線圖和時間表。他們建議政府牽頭制定國家氫能路線圖。

家庭制度依賴于補貼。

目前，世界各地有數以萬計的燃料電池發電站，但它的推廣……

n與政府補貼密不可分。據悉，日本1千瓦的燃料電池售價300萬日元，約合人民幣20萬元，政府補貼130萬日元，取消補貼后約合人民幣12萬元。有了這個電池系統，日本家庭每天可以向電網出售多余的電力，同時利用釋放的熱量獲得免費的熱水。美國家庭住宅規模較大，燃料電池規模約為5千瓦，價格為5萬美元。目前，加州的銷售額不錯，主要是因為該州可以享受聯邦政府和州政府的雙重優惠，除補貼外，用戶需要支付約3萬美元。

然而，這個價格在中國仍然很高，但毛宗強透露，如果這些技術能夠本地化，成本將大大降低。據悉，家用燃料電池發電系統由重整器、燃料電池和逆變器三部分組成。其中，中國的重整器水平不夠，一氧化碳含量達到幾十甚至100ppm，導致鉑中，但日本的技術可以低于5ppm，大大延長了電池壽命。此外，國內燃料電池中鉑的消耗量是國際領先水平的數倍，因此成本更高。因此，如果引進重整器，減少燃料電池中貴金屬催化劑的用量，開發高效儲氫技術，結合國產燃料電池技術和逆變器，國產燃料電池系統的成本將大大降低，并在中國推廣。

2009年2月，中國氫能代表團赴日本考察談判，試圖引進日本國產燃料電池技術，尤其是重整器。它沒有成功。據了解，鑒于這一弱點，中國目前正在解決關鍵技術問題，并取得了一些進展。美國工程院預測，2015年氫燃料電池汽車將在全球主要工業化國家批量進入市場。憑借其技術優勢，它將在15到20年內取代現有車型，占據汽車市場的領先地位。

在過去的十年里，本田、豐田、通用汽車、梅賽德斯-奔馳、大眾和福特在氫動力汽車的研發上投入了數十億美元，許多成果已經達到工業化的門檻。今年4月24日，梅賽德斯-奔馳燃料電池車隊抵達北京，這是車隊全球巡回賽的一站。5月，該團隊成功返回德國并繞地球一周，這證明了其可靠性。寶馬在研發方面投入了超過10億歐元，并生產了100輛氫柴油機車，這些機車已在美國各地免費測試。日本制造的燃料電池汽車充一次氫可以行駛800公里，加一次只需幾分鐘，最高時速可達180公里。美國UTC公司開發的燃料電池汽車已試運行超過1萬小時，超過了美國能源部設定的6000小時的商業化標準。它已成為燃料電池汽車產業化的重要標志。

“事實上，它發展得很快，大約有10年的時間。毛宗強說，2000年德國制造的第一輛燃料電池車有救護車那么大，但它只能坐一個人，所有的空間都用來堆放燃料電池。但現在，燃料電池車的內部空間與汽油車沒有什么不同。同時，隨著技術的進步ts預測，如果投入大規模生產，2015年燃料電池汽車的生產成本將僅比傳統汽車高20%。

然而，這些制造商目前基本上已經停止生產。在毛宗強看來，技術和成本并不是阻礙燃料電池汽車發展的難題。接下來的困難主要是基礎設施建設，所以所有的車企都在等待。據報道，德國準備在2015年前建造1000個加氫站。

確定氫能的經濟時間表

國際氫能研究持續升溫，國際氫能經濟的時間表將在2050年左右實現。根據美國氫能技術路線圖，到2040年，美國將進入“氫能經濟”時代。近年來，我國對氫能的研究也取得了一些進展。雅高……

據筆者了解，國內產業實際上已經達到了相當大的規模，擁有數百家相關企業和良好的基礎。一些企業可以在以燃料電池為主業的前提下，通過銷售產品實現工業化甚至盈利。中國氫能發展的主要阻力來自現有的體制。毛宗強說，工業上現有的加油系統將固體和氣體燃料改為液體燃料，但一次轉換后能量損失很大。如果氫可以直接用作汽車燃料，效率將大大提高。“另一個是現有利益集團的利益格局難以打破。”毛宗強說。

盡管中國目前的各級規劃都沒有考慮氫能，但這次香山會議可能是一個信號。據報道，本次會議重點討論了中國在這一領域的主要專家。我們希望香山會議將成為推動政府部門增加氫能投資的起點。國家發展改革委、工業和信息化部、科技部、中國科學院、中國自然科學基金等部門要加大支持力度，加強政策引導，鼓勵中石油等大型企業，中國石化和汽車公司將進入氫能領域，并加快培養杰出的科學家和工程師，以盡快縮短與外國的差距。”程寒松說。

在中國第一條氫能源公路的建設在電動汽車充電站進入人們的視野后，燃料電池汽車加氫站離我們不遠了。根據美國工程院的預測，氫燃料電池汽車將在2015年批量進入發達市場，并將在15至20年內取代現有的燃油車和混合動力車，占據全球汽車市場的領先地位。為此，寶馬、通用、豐田等全球主要車企已提前做好技術儲備，德國準備在2015年前建設1000個加氫站。中國上汽集團還計劃到2015年生產1000輛燃料電池汽車。然而，中國的加氫站建設尚未被提上議事日程。

中國地質大學“千人計劃”特聘教授程寒松告訴筆者，目前全球已建成400多個加氫站，其中大部分位于歐美，大部分直接建設了加氫高速公路。目前，中國只有北京和上海的四個加氫站，并且沒有加氫高速公路。在最近舉行的以“氫能科技發展與戰略”為主題的香山科學大會第400次研討會上，與會專家提出，“十二五”期間可以建立中國第一條“氫能高速公路”。所謂氫能源高速公路，就是在高速公路上建一個加氫站，讓這條路可以行駛氫能源汽車。

現在，中國的副產品氫氣的價格比汽油便宜。因此，我們有信心這條高速公路能夠盈利。”會議執行主席、清華大學教授毛宗強告訴筆者。據介紹，中國焦化等副產品年產量為900億立方米，其熱值相當于2008年全國6000多萬噸汽油消費量的1/3。但由于沒有合適的用途，利用率很低，大部分都被浪費了。然而，由于目前中國缺乏燃料電池汽車和氫柴油機車，毛宗強表示：“一旦這條氫能源高速公路建成，CNG汽車將首先受益。”

據報道，這條高速公路將學習美國的經驗。加氣站有許多氣柱，有許多燃料，如天然氣、HCNG（天然氣和氫氣的混合燃料）和氫氣。與目前的加油站類似，有97個汽油站，93個汽油站和柴油站。未來，汽油車、柴油車、CNG車、HCNG車和氫能源車都可以出現在這條氫能源高速公路上。毛宗強透露，國家氫能標準化委員會已經通過了這樣一個加油站標準，以確保加油站在未來也能盈利……

y階段。

目前，中國對CNG汽車的需求旺盛，南方一些省市的天然氣經常排起長隊。筆者最近在安徽合肥接受采訪時了解到，當地出租車都是兩用車，但基本都是使用天然氣。據司機說，天然氣燃料的價格是汽油的一半。

毛宗強在山西陽泉調研時還計算過，與汽油相比，出租車司機每天使用天然氣可以節省100元的燃油費用。然而，由于天然氣加油站很少，排隊加油甚至需要兩個小時。毛宗強回憶道：“很多司機認為我是從上面來調查的，他們也呼吁我多建幾個車站。”。根據國家“十二五”規劃，從“十一五”末的1000億立方米天然氣將增加到2000億立方米。毛宗強認為，天然氣是一種先進的燃料。除了國內天然氣，它還將在運輸中發揮更大的作用。此外，中國的CNG汽車并不多，只有大約40萬輛。

事實上，中國不是一個天然氣豐富的國家，需要進口一些天然氣。CNG加氫的實踐使參加香山科學會議的專家們對氫能高速公路的前景更加充滿信心。據介紹，氫氣的熱值僅為天然氣的1/3，但混合后，燃料空燃比得到提高，允許有更多的空氣。經過國內外實驗發現，在CNG中加入一定體積的氫氣不會降低動力性能，最大的好處是減少50%的氮氧化物排放。

目前，中國車用天然氣的價格在3.6元/立方米至4.7元/立方米之間，而副產品氫氣可低至1元/立方米。因此，盡管HCNG車輛每次可以行駛的距離略小于CNG車輛，但這一差距可以通過更低的價格來彌補。此外，將CNG汽車改造成HCNG汽車幾乎不需要更換硬件和升級軟件，而且成本非常低。HCNG比CNG更便宜、更清潔、更安全。”毛宗強說，“對國家來說，一方面利用無用的副產品氫氣，另一方面節約天然氣，一舉兩得。"

據筆者了解，這條氫能高速公路的提出得到了業內企業的廣泛支持。目前，山西省河津市已建成全球最大的氫氣和天然氣加氣站，每天可生產20萬立方米混合氣，即將投入使用。

為什么是氫能？

全球二氧化碳減排的巨大壓力為氫能提供了絕佳的發展機遇。目前，氫氣主要來自碳氫化合物的重整。傳統內燃機汽車產生的二氧化碳很難被收集，但通過碳氫化合物重整制氫產生的二氧化碳可以被大規模捕獲、掩埋和密封或用作工業原料。在氫能經濟的長期規劃中，水分解制氫是未來制氫技術的主要方向。

可再生能源在時間和空間上都不穩定，因此有必要開發儲能技術。氫氣是最好的儲能介質。太陽能和風能等不穩定的可再生能源可以通過電解水轉化為穩定的能源進行儲存。中國擁有世界上最大的風電裝機容量，但大部分風電無法有效并網。將這部分能量轉化為氫能進行儲存和利用是一種有效的儲能方法。

全球96%的氫能來自化石能源，4%來自水電解，但這部分主要來自水電站，而不是太陽能和風能等新能源。專家們希望在未來將這一部分提高到30%~40%。

在氫能應用技術方面，目前主要的氫能轉換方式是氫燃料電池和氫內燃機。氫能利用技術，特別是氫燃料電池技術，穩定、高效、無污染，在移動交通、儲能和分布式能源供應方面顯示出巨大優勢，解決了能源持續供應和環境保護兩大問題。

（編輯/董海榮）

標簽：奔馳豐田寶馬北京本田

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