7月20日，2018第二屆中國新能源汽車測試評價技術(shù)發(fā)展高峰論壇在深圳坪山隆重開幕。本屆論壇由深圳市坪山區(qū)科技創(chuàng)新服務(wù)署指導(dǎo)，重慶車輛檢測研究院有限公司與電動汽車資源網(wǎng)聯(lián)合主辦。在上午的會議中，北汽福田汽車股份有限公司歐輝新能源客車副總工程師魏長河以《全產(chǎn)業(yè)鏈布局——燃料電池客車發(fā)展情況及技術(shù)發(fā)展趨勢》為主題發(fā)表演講，闡述了燃料電池客車的發(fā)展情況及技術(shù)發(fā)展趨勢。
一、燃料電池汽車政策分析
《關(guān)于2016-2020年新能源汽車推廣應(yīng)用財政支持政策方的通知》（財建(2015)134號）中明確：“2017-2020年，除燃料電池汽車外，其他車型補助標(biāo)準(zhǔn)適當(dāng)退坡”，明確了國家對燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的支持態(tài)度。而《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中提出，要系統(tǒng)推進燃料電池汽車研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，到2020年，實現(xiàn)燃料電池汽車批量生產(chǎn)和規(guī)?；痉稇?yīng)用。
在財政補貼層面，國家也給予了大力支持，包括整車補貼、加氫站補貼、免征購置稅以及運營補貼等。其中，整車補貼額度從20萬到50萬每輛不等，一個加氫站則補貼400萬元，運營補貼中，燃料電池客車補貼為6萬元/輛/年。
二、氫燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈概述
氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈包括制氫、儲氫、運氫、加氫、應(yīng)用（燃料電池汽車/有軌電車）等環(huán)節(jié)。
氫氣制造一般是通過將化石原料、化工原料、工業(yè)尾氣、可再生能源以及水等經(jīng)過處理來獲取，每種獲取途徑其成本和環(huán)保屬性都不同。中國目前主要通過工業(yè)尾氣處理以及電解水來制氫。魏長河認為，對于燃料電池來說，現(xiàn)在配套基礎(chǔ)設(shè)施還有待進一步完善，需要政府以及行業(yè)機構(gòu)以及專家盡快推進立法和相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)予以規(guī)范。
魏長河表示，制氫的方法和方案比較多，而目前燃料電池汽車使用最大瓶頸和最大的障礙是缺乏加氫站。據(jù)其統(tǒng)計，截止到2013年底，全球加氫站只有228座，對于我國來說，我國真正投入商業(yè)化、用于燃料電池的加氫站只有兩座，僅僅限于國內(nèi)比較大的城市，就是北京和上海，處于示范運營階段，與國外說的氫高速公路，也就是一條高速公路有多個加氫站相比，差距比較大。
在整個氫燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈中，氫燃料電池發(fā)動機處于絕對的核心地位，氫燃料經(jīng)過發(fā)動機轉(zhuǎn)化為電能應(yīng)用到終端。魏長河表示，目前制約中國燃料電池汽車發(fā)展的瓶頸，就是氫燃料電池發(fā)動機。雖然國內(nèi)有不少高校和相應(yīng)科研機構(gòu)以及企業(yè)，在就燃料電池發(fā)動機技術(shù)展開相應(yīng)研究和示范性運營應(yīng)用，但是氫燃料電池發(fā)動機核心技術(shù)，這兩年通過評估，能夠達到產(chǎn)業(yè)化或者達到工業(yè)化應(yīng)用的，核心技術(shù)仍然掌握在國外企業(yè)手中。
三、燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸
目前，燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨幾大瓶頸，主要體現(xiàn)在成本控制、人才和技術(shù)水平等方面。
（1）燃料電池系統(tǒng)成本高
氫作為主要燃料，實現(xiàn)快速的加注，同時單位質(zhì)量的氫能夠?qū)崿F(xiàn)比汽油更長的里程。但缺點在于制造和使用成本都過高（質(zhì)子交換膜、鉑催化劑、高純氫存儲），而且裝備復(fù)雜龐大。
（2）人才與技術(shù)限制
燃料電池的技術(shù)差距與國外非常大，電堆與電池堆控制技術(shù)尚不完善，且存在電池壽命過短問題。
（3）專利水平較低
2005年以來，燃料電池技術(shù)一直是全球清潔能源技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)最熱門的發(fā)展領(lǐng)域。在國內(nèi)，只有極少數(shù)企業(yè)在燃料電池汽車領(lǐng)域的研發(fā)水平非常強勁，很多專利都是集中在國外的幾個大公司。魏長河認為，國外企業(yè)雖然沒有對我們專利提出相應(yīng)保護，但隨著燃料電池汽車的大規(guī)模發(fā)展，國外企業(yè)將以專利問題對中國燃料電池發(fā)展進行制約。
魏長河表示， 氫燃料電池系統(tǒng)的成本一直處于下降過程中，目前應(yīng)著力提高控制水平、解決壽命短板，從長遠來看，燃料電池汽車大有可為。
四、氫燃料客車發(fā)展行業(yè)背景
（1）發(fā)展歷程
魏長河認為，燃料電池客車的發(fā)展到目前可分為三個階段。一是從2001年到2005年，主要是整車采用的示范運營的階段，在這一階段，燃料電池處在自由探索階段，主要特點包括：動力系統(tǒng)的構(gòu)型不確定；零部件不夠成熟、系統(tǒng)穩(wěn)定性比較差；電池、電機包括燃料電池系統(tǒng)故障率比較多。第二個階段為2006年到2010年，是一個參數(shù)優(yōu)化的階段，主要是動力系統(tǒng)構(gòu)型基本確定，零部件參數(shù)也在不斷優(yōu)化，從功率型發(fā)展到能量混合型，而且電機和零部件的水平在逐步提高。在這一階段，奧運會和在2010年上海世博會都有產(chǎn)品在示范運行，產(chǎn)生了小批量的產(chǎn)業(yè)化運行。第三個階段是2011年到2015年，這一階段，第三代是燃料電池客車已經(jīng)推出，燃料電池系統(tǒng)構(gòu)型基本不變，整車成本尤其是燃料電池系統(tǒng)和發(fā)動機的成本，在逐步下降，可靠性性能明顯提高，開始向整車企業(yè)推廣應(yīng)用。
（2）行業(yè)背景
首先是加氫站運營和規(guī)劃建設(shè)數(shù)量在不斷增加，其范圍已經(jīng)開始向全國各地擴展。
其次，隨著產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展，國內(nèi)已經(jīng)形成了京津冀、華東、華南（佛山-云?。?、華中（武漢）四個氫燃料電池產(chǎn)業(yè)集群，并圍繞當(dāng)?shù)匮邪l(fā)情況及工業(yè)基礎(chǔ)形成了各自的產(chǎn)業(yè)配套及商業(yè)應(yīng)用模式。其中，京津冀地區(qū)依托于國家對2022年冬奧會相應(yīng)的推廣應(yīng)用，發(fā)展速度最快。
第三，上中下游產(chǎn)業(yè)鏈不斷完善，截至2017年9月，我國大約215家注冊企業(yè)直接從事氫燃料電池相關(guān)業(yè)務(wù)，國內(nèi)相關(guān)企業(yè)快速布局氫燃料電池產(chǎn)業(yè)在不斷加快。
最后，氫能小鎮(zhèn)概念。目前，重點打造的氫能小鎮(zhèn)有三個，批準(zhǔn)有浙江臺州、江蘇的如皋、廣東的云城等，氫能小鎮(zhèn)既能加速產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，也能推動新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展，是推廣燃料電池發(fā)展的新思路。
（3）燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)、技術(shù)路徑及重點
魏長河認為，2020年到2030年，燃料電池汽車將逐步從示范運營向大規(guī)模推廣應(yīng)用進行轉(zhuǎn)變。根據(jù)相關(guān)預(yù)測，2020年，氫燃料電池車將有5000輛，魏長河認為，到2030年，整個市場將突破百萬級。2020年，石墨板燃料電池的堆比功率將達到2.0kW/kg，到2025年，這一指標(biāo)將達到2.5kW/kg；在電池壽命方面，目前燃料電池堆壽命基本上在3000小時左右，魏長河預(yù)測在2020年應(yīng)該有希望達到5000小時，在2030年，可以達到8000小時，一輛燃料電池客車可以實現(xiàn)十年之內(nèi)的正常使用，而不用換電堆。
（4）燃料電池汽車技術(shù)路線總體思路
近期（5年內(nèi)），以中等功率燃料電池與大容量動力電池的深度混合動力構(gòu)型為技術(shù)特征，實現(xiàn)燃料電池汽車在特定地區(qū)的公共服務(wù)用車領(lǐng)域大規(guī)模示范應(yīng)用；中期（10年內(nèi)），以大功率燃料電池與中等容量動力電池的電電混合為特征，實現(xiàn)燃料電池汽車的較大規(guī)模批量化商業(yè)應(yīng)用；遠期（15年內(nèi)），以全功率燃料電池為動力特征，在乘用車、大型商用車領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)百萬輛規(guī)模的商業(yè)推廣，以可再生能源為主的氫能供應(yīng)體系建設(shè)與規(guī)模擴大支撐燃料電池汽車規(guī)?；l(fā)展。
五、北汽福田氫燃料電池汽車布局
（1）福田汽車氫燃料電池客車發(fā)展概述
北汽福田是國內(nèi)最早從事燃料電池客車研發(fā)，并獲得第一款公告?，F(xiàn)有產(chǎn)品覆蓋8~12米城市/城間客車，并率先在國內(nèi)實現(xiàn)了商業(yè)化運營。
2006年，福田汽車與清華大學(xué)聯(lián)合承接了國家“863計劃”節(jié)能與新能源汽車重點項目中氫燃料電池電動客車的研發(fā)。2008年，福田汽車獲得第一款燃料電池客車公告，并有3輛燃料電池汽車在北京奧運會期間示范運營。2018年，福田汽車與清華大學(xué)、北京理工大學(xué)共同承接了北京市科委“面向冬奧環(huán)境高速燃料電池大客車”科技研發(fā)項目，并有49臺10.5米燃料電池城市客車批量交付張家口公交。
截至目前，福田汽車已經(jīng)研發(fā)了三代燃料電池客車產(chǎn)品，并有159輛客車交付使用。第三代燃料電池客車采用全球領(lǐng)先的干膜技術(shù)氫燃料電池發(fā)動機，可實現(xiàn)-30℃低溫啟動、 -46℃低溫存放和停機自?動保護，加注氫氣15分鐘，續(xù)航里程可達300公里以上。
（2）福田汽車氫燃料電池客車技術(shù)路線
福田歐輝汽車燃料電池汽車的兩種技術(shù)路線包括全功率型燃料電池汽車、氫電混合式燃料電池汽車兩種。
其中全功率型燃料電池汽車是純使用氫燃料發(fā)動機提供動力，成本高，技術(shù)壁壘較高，不適合國內(nèi)，且在勻速行駛階段燃料電池發(fā)動機的功率未完全釋放，對燃料電池的壽命要求苛刻。
氫電混合式燃料電池汽車，采用氫-電混合的動力策略，在勻速行駛階段，燃料電池發(fā)動機提供功率；在加速或爬坡行駛階段，燃料電池發(fā)動機和動力電池共同提供功率。集合了全功率燃料電池汽車（FCV）與純動力電池汽車（EV）的優(yōu)點，既控制了成本又保障了續(xù)航里程。
（3）福田汽車氫燃料電池客車產(chǎn)品
福田歐輝氫燃料電池客車現(xiàn)有車型已經(jīng)涵蓋8.5米、10.5米、12米，廣泛應(yīng)用于城市、旅游團體、定制班車等多種類型用途。正在規(guī)劃開發(fā)10.8米、12米高速長續(xù)駛里程城間車型以及18米大容量城市干線公交車型。
福田汽車目前正在重點研發(fā)面向冬奧壞境的高速燃料電池大客車項目，該項目由北京市科委批準(zhǔn)立項，北汽福田牽頭設(shè)計開發(fā)。目前滿足-20度環(huán)境的燃料電池客車已經(jīng)在張家口地區(qū)小批量示范運行，適用于的-30度冬奧低溫環(huán)境的自加熱燃料電池發(fā)動機正在開發(fā)中，預(yù)計2018年9月完成樣機開發(fā)，2018年12月完成產(chǎn)品平臺集成設(shè)計與性能樣車開發(fā)與優(yōu)化，2019年初在冬奧環(huán)境下進行道路試驗。
