中国电动汽车百人会副秘书长 王贺武
一、氢能发展愿景与目标
1、发展氢能是我们国家重大的战略决策，国家从科技、能源、汽车、环保等多个方面制定了支持氢能发展的政策，从多个角度推动氢能的发展。
《关于完整准确全面贯彻新发展理念，做好碳达峰碳中和工作的意见》要求，统筹推进氢能制、储、输、运全链条发展，推动加氢站的建设，推进可再生能源制氢等低碳前沿技术攻关，加强氢能生产、储存、应用等关键技术研发、示范和规模化应用。
《关于印发2030年前碳达峰行动方案的通知》中，明确加快氢能技术研发和示范应用，探索在工业、交通运输、建筑等领域规模化应用。
《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》明确了氢的能源属性，确认氢是未来国家能源体系的重要组成部分，要充分发挥氢能清洁低碳特点，推动交通、工业等用能终端和高耗能、高排放行业绿色低碳转型。提出了氢能产业发展的阶段目标，到2025年，基本掌握核心技术和制造工艺，燃料电池车辆保有量到5万辆左右，部署建设一批加氢站，可再生能源制氢量要达到10-20万吨/年，实现二氧化碳减排100-200万吨/年。到2030年，形成较为完备的氢能产业技术创新体系，清洁能源制氢及供应体系，有力支撑碳达峰目标的实现。到2035年，形成氢能多元应用生态，可再生能源制氢在终端能源消费中的比例明显提升。
2、中国初步形成了较为完整的氢能产业体系，自科技部“十五”电动汽车重大专项启动燃料电池汽车技术研发以来，经过20年的科技投入，以燃料电池汽车为氢能应用的先导已经初步掌握了氢燃料电池及关键零部件动力系统，整车集成和氢能基础设施等核心技术，基本形成氢气制备、储运、加注、燃料电池应用等完备的产业链。
3、我国氢能燃料电池汽车发展里程碑包括三个阶段，到2020年初步实现氢能燃料电池汽车的商业化应用，商业化规模达到1万辆，投入运营的加氢站100座。
第二阶段是到2025年，加快实现氢能及燃料电池汽车的推广应用，以公共服务用车的批量应用为主，基于现有的储存、运输和加注的技术，在150公里的辐射范围内，因地制宜地推广氢能燃料电池技术，通过优化燃料电池系统的结构，加速关键零部件的产业化，大幅度降低燃料电池系统的成本，车辆的保有量要达到5-10万辆。
第三阶段是2030年到2035年，要实现氢能及燃料电池技术的大规模推广应用，大规模的氢的制取、储存、运输、应用达到一体化，加氢站的现场储氢、制氢规模的标准化和推广应用也到一定的程度，要完全掌握燃料电池核心关键技术，建立完备的燃料电池的材料、部件及系统的制备能力。
二、氢能与燃料电池汽车路线图
1、商用车的路线图比较明确，在2025年，燃料电池商用车燃料电池系统性能持续提升，整车成本持续下降，实现大规模推广应用的关键节点。在这一阶段，通过提升燃料电池系统的额定功率，优化动力系统的能量管理策略，逐步提升燃料电池系统及整车的性能，动力性、经济性、耐久性以及环境适应性及成本逐步得到改善，整车与传统车寿命相当。燃油经济性方面，以中国城市客车行驶工况为例，氢气的消耗率小于5.5公斤/百公里，实际线路的续驶里程达到500公里以上，整车冷启动的温度低于零下30度，寿命要达到40万公里，同时整车的成本低于100万元。
到2035年，燃料电池商用车实现全面产业化要求的关键节点，燃料电池的公路客车和卡车应用要占据较大的市场份额。在这一阶段，通过180千瓦以上的高功率秘书燃料电池系统的应用，实现大功率燃料电池系统的重型卡车的规模的应用，通过量产燃料电池商用车提升整车的性能，降低成本。以49吨的重卡为例，燃料经济性方面，在中国的行驶工况下，氢气消耗率小于10公斤/百公里，实际线路的续驶里程超过800公里，整车冷启动的温度低于零下40度，寿命提升到100万公里，达到全面产业化的指标要求。
2、车用燃料电池系统发展的目标，2025年，燃料电池系统的功率大于120千瓦，质量比功率大于3.5千瓦/千克，系统能量效率超过55%。零下40度的环境下，启动的时间不超过5分钟，寿命超过15000小时，材料成本低于2000元/千瓦。到2030-2035年，燃料电池的系统功率进一步提升，达到180千瓦以上，质量比功率大于4.5千瓦/千克，系统的能量效率超过60%，零下40度启动的时间在2分钟之内，寿命超过3万小时，成本低于1000元/千瓦。
3、燃料电池堆及关键材料发展的目标，到2025年的，电堆的功率超过70千瓦，体积功率密度大于4千瓦/升，寿命超过16500小时，成本不高于1800元/千瓦，催化剂、膜、膜电极满足10万辆车的需要。面向2030-2035年，主要是大规模应用的阶段，在提升现有材料体系的同时，开发新的材料体系，催化剂、膜、膜电极、双极板等材料要满足百万辆的需要。
4、氢能基础设施发展目标，到2025年，实现氢能基础设施及燃料电池汽车的推广应用，鼓励发展可再生能源制氢，基本满足燃料电池车辆用氢的需要。实现液氢技术在能源领域的商业化应用，推动区域性输氢管网的商业化示范，具备70兆帕压力Ⅲ型瓶、Ⅳ型瓶批量生产能力，加氢站数量超过1000座。到2030到2035年，实现氢能基础设施及燃料电池汽车大规模的应用，加氢站的数量达到5000座。鼓励发展以光伏、风电、水电等为代表的可再生能源的制氢路径，实现未来氢能源的绿色发展。
5、氢气的传输，近期以成熟的高压气氢体系为主，中长期以高压液氢和管道多种形式的并存，站内储氢的方式近期以高压氢气为主，中长期是气氢和液氢并存。到2025年要实现在没有补贴情况下到25元/公斤。
三、氢燃料电池汽车技术进展
1、氢能燃料电池汽车技术的进展，到2021年，累计生产燃料电池汽车超过一万辆，超过了路线图1.0当时预设的5000辆的目标。达到了路线图2.0修订后的8000-10000辆的目标，商业化进程基本符合预期。2021年累计销量达到8600辆，五年间增长了8倍，与韩国、美国、日本成为了全球氢燃料电池汽车推广应用的核心国家。中国燃料电池近五年主要是客车和卡车等商用车，累计推广的客车和货车的量分别是4100辆和4400辆，乘用车推广量不足100辆。
2、在具体的技术指标上，以12米的客车为例，氢燃料电池汽车技术指标提前逼近2025年的目标，但是成本偏高，需要大规模的产业化降低成本。2020年投入的车辆他的续驶里程都达到了500公里以上，与2025年的目标是符合的，百公里氢气消耗也降到了5.38公斤，优于2025年指标的，实现了零下30度启动，车辆的预测寿命在2020年20万公里的基础上达到了40万公里。成本方面偏高，不仅高于路线图设定的100万元/辆车的标准目标，也高于第一阶段目标。在加氢站方面，到2020年年底有118座加氢站，超过了路线图2020年的目标，2021年增加到210座，预期到2025可实现1000座的目标。
3、燃料电池系统与车载系统进步情况。系统的功率达到100千瓦以上，质量比功率达到了5千瓦/升，性能提高较快，系统的质量比功率得到了大幅度的提高。
在关键零部件方面，氢气循环泵等方面基本实现了自主可控，部分企业的产品达到了国际的先进水平。
在电堆和关键材料方面，已经超过了2025年的目标，比如说低温启动的指标，达到了2020年的目标要求。电池的耐久性需要进一步验证，电堆的成本达到了2020年的目标，与2025年有一定差距，国内的膜材料产业化方面，山东东岳生产的膜性能和国外性能基本相当。
4、推广应用方面的进展情况，截止2022年2月，全国范围内共启动了“5+1”区域性氢能与燃料电池汽车示范应用。五部委批复了京津冀城市群、上海城市群、广东城市群、河南城市群、河北城市群，形成“3+2”的布局，五个城市群的燃料电池汽车累计推广37000辆左右。科技部也启动了山东氢进万家科技示范工程，累计推广燃料电池汽车6000辆，“5+1”区域性氢能与燃料电池汽车推广超过43000辆，预期2025年实现超过5万辆目标。
四、示范案例
张家口主要借助2022冬奥开展氢燃料电池客车示范运营。截止2022年3月，分6批投入燃料电池客车444辆，覆盖区域的10条公交线路。截止2022年3月15号，全部车辆累计运行里程2100万公里。目前张家口已建9座加氢站，合计加氢能力达到7.7吨/12小时。自2018年10月起至2021年底，燃料电池客车累计加氢1527吨，其中2021年加氢量达到550吨，到2021年底，加氢量逐步稳定在50吨/月左右。