氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)：技術(shù)突破，邁向提質(zhì)增速新階段

氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)邁入提質(zhì)增速新階段

——2025國際氫能與燃料電池汽車大會(huì)主論壇觀察

近年來，在全球加速推進(jìn)碳中和戰(zhàn)略的大背景下，氫能以其來源豐富、綠色低碳等特征，在交通、工業(yè)等領(lǐng)域展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力，正加速以“未來能源”的身份融入社會(huì)大眾的日常生活中。

日前，中國汽車工程學(xué)會(huì)與國際氫能燃料電池協(xié)會(huì)共同主辦的2025國際氫能與燃料電池汽車大會(huì)暨展覽會(huì)在上海開幕。與會(huì)專家圍繞“氫能及燃料電池汽車應(yīng)用”相關(guān)話題共商共議，推動(dòng)我國氫能及燃料電池汽車技術(shù)突破、場景創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)協(xié)同，構(gòu)建中國氫能發(fā)展應(yīng)用新格局。

“在氫能應(yīng)用推廣方面，特別是交通領(lǐng)域，氫燃料電池汽車已經(jīng)逐漸成為道路交通運(yùn)輸系統(tǒng)低碳化、零碳化發(fā)展的有力支撐，尤其在中重型商用車領(lǐng)域具備廣闊的應(yīng)用前景。”中國汽車工程學(xué)會(huì)理事長張進(jìn)華表示。

記者了解到，在氫能產(chǎn)業(yè)商業(yè)化提速的背景下，氫能在交通領(lǐng)域大有可為，但當(dāng)前，全產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新技術(shù)研發(fā)、全環(huán)節(jié)降本等方面還存在難題待破解。

我國燃料電池產(chǎn)業(yè)穩(wěn)步發(fā)展

記者從大會(huì)獲悉，近年來，我國燃料電池技術(shù)已實(shí)現(xiàn)從“跟跑”到“并跑”的跨越式發(fā)展，現(xiàn)已成為全球燃料電池商用車保有量第一的國家。

“我國高度重視氫能燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，‘十四五’以來，在國家相關(guān)示范工程的支持和帶動(dòng)下，我國燃料電池汽車推廣應(yīng)用規(guī)模明顯擴(kuò)大，截至2024年底累計(jì)推廣超2.8萬輛，關(guān)鍵技術(shù)加速突破，商用燃料電池額定功率、壽命、電堆體積功率密度等都達(dá)到國際先進(jìn)水平。”張進(jìn)華指出，從氫能的制取、儲(chǔ)運(yùn)、加注到燃料電池電堆、雙極板膜電極等核心部件研發(fā)，再到整車制造，我國已形成較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈體系。

“我國不僅構(gòu)建了完整的燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈，更在近五年取得多項(xiàng)核心技術(shù)突破。”中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授、國際氫能燃料電池協(xié)會(huì)理事長歐陽明高補(bǔ)充道。

他介紹，在技術(shù)指標(biāo)方面，行業(yè)實(shí)現(xiàn)了三大跨越——

可靠性層面，平均首次故障里程與平均間隔故障里程雙雙突破10萬公里；環(huán)境適應(yīng)性上，我國已攻克零下40℃低溫啟動(dòng)技術(shù)；經(jīng)濟(jì)性層面，長達(dá)12米的燃料電池客車百公里氫耗已降至5公斤以下，達(dá)到國際領(lǐng)先水平，且燃料電池系統(tǒng)的耐久性更是突破了2萬小時(shí)的壽命大關(guān)。

“當(dāng)前，燃料電池技術(shù)發(fā)展正呈現(xiàn)出鮮明的幾大趨勢(shì)。”歐陽明高介紹，首先是膜電極技術(shù)迭代，高活性高穩(wěn)定性膜電極在0.78V電壓下可實(shí)現(xiàn)1安培電流輸出；其次，耐高溫技術(shù)取得突破，105℃膜電極經(jīng)500小時(shí)穩(wěn)定性試驗(yàn)無性能衰減；第三，新一代電堆技術(shù)商業(yè)化加速，國內(nèi)產(chǎn)品的功率密度、壽命及冷啟動(dòng)性能已可比肩國際頂尖水平，且成本持續(xù)下探。更值得關(guān)注的是，應(yīng)用場景也持續(xù)拓展，從商用車向航空、發(fā)電等多領(lǐng)域延伸，燃料電池?zé)o人機(jī)已能實(shí)現(xiàn)30小時(shí)續(xù)航。

“這些突破標(biāo)志著我國燃料電池產(chǎn)業(yè)已進(jìn)入自主創(chuàng)新與技術(shù)輸出并重的新階段，為新能源戰(zhàn)略實(shí)施提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐。”張進(jìn)華表示。

氫能重卡或成產(chǎn)業(yè)商業(yè)化破題關(guān)鍵

記者了解到，當(dāng)前全球燃料電池技術(shù)發(fā)展正呈現(xiàn)顯著轉(zhuǎn)型。

歐陽明高指出，美國正將重心轉(zhuǎn)向燃料電池重卡領(lǐng)域；日本最新的氫能發(fā)展路線圖也顯示，其已基本放棄乘用車市場，目標(biāo)商用車市場占有率提升至80%，其中重型車占比超70%。技術(shù)層面，各國均聚焦高效率、高集成、長壽命及寬溫域方向，并加速人工智能的融合應(yīng)用。

多位與會(huì)專家表示，在純電汽車已搶占市場占有率的當(dāng)前，錨定氫燃料電池汽車在重型商用車領(lǐng)域（如氫能重卡）的應(yīng)用或成為率先推動(dòng)產(chǎn)業(yè)邁入商業(yè)化難題的關(guān)鍵。

“但我們也要看到，基礎(chǔ)設(shè)施成本高、車用儲(chǔ)氫技術(shù)瓶頸仍是我國燃料電池汽車發(fā)展的核心挑戰(zhàn)。”歐陽明高指出，當(dāng)前，液氫、深冷高壓等前沿儲(chǔ)氫技術(shù)尚處研發(fā)階段，高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫是燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化的主流方向。未來五年，氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化的重點(diǎn)仍需聚焦高壓氫瓶。

當(dāng)前，全球氫能車輛基礎(chǔ)設(shè)施正朝著大流量、低能耗、連續(xù)加注的方向發(fā)展。針對(duì)我國發(fā)展氫能重卡的需求，亟需重點(diǎn)突破支持1000公里以上續(xù)航的高壓儲(chǔ)氫系統(tǒng)及快速加注技術(shù)。

記者從大會(huì)獲悉，2025年我國純電動(dòng)重卡在多個(gè)地區(qū)的市場占有率有望突破25%，年銷量預(yù)計(jì)達(dá)15萬~20萬臺(tái)。

“在現(xiàn)有市場環(huán)境下，續(xù)航里程超過1000公里的氫燃料電池重卡應(yīng)與純電動(dòng)重卡形成差異化競爭格局已成為行業(yè)共識(shí)。”國家電投集團(tuán)氫能科技發(fā)展有限公司總經(jīng)助理、技術(shù)總監(jiān)、浙江大學(xué)能源工程學(xué)院教授（兼任）陳平指出，在此背景下，實(shí)現(xiàn)快速降本成為氫能重卡發(fā)展的關(guān)鍵路徑。

創(chuàng)新運(yùn)營模式革新成本結(jié)構(gòu)

當(dāng)單次燃料成本超過核心部件本身價(jià)格，單純的技術(shù)降本難免顯得捉襟見肘。如何通過商業(yè)模式的革新重塑成本結(jié)構(gòu)，成為產(chǎn)業(yè)突圍的下一個(gè)焦點(diǎn)。

“從技術(shù)經(jīng)濟(jì)性角度分析，千公里級(jí)氫燃料電池重卡需搭載約100公斤氫氣，僅燃料成本就達(dá)30萬~40萬元，這一數(shù)值已超過燃料電池系統(tǒng)本身的成本。”歐陽明高指出，若以儲(chǔ)氫瓶作為核心部件，其1萬次循環(huán)次數(shù)和15年的設(shè)計(jì)壽命可支持1000萬公里的運(yùn)營里程，顯著超過重卡行業(yè)平均150萬公里（約5年使用周期）的整車壽命。

基于這一特性，通過建立儲(chǔ)氫瓶租賃體系或換瓶模式，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)氫裝置在多車之間的循環(huán)利用，被行業(yè)視為降低氫能重卡全生命周期成本、提升商業(yè)可行性的重要解決方案。

“這種共享經(jīng)濟(jì)模式可有效分?jǐn)偝跏纪顿Y，優(yōu)化資源配置，從而增強(qiáng)氫能重卡的市場競爭力。”歐陽明高補(bǔ)充。

“對(duì)此，行業(yè)提出三種降本路徑——其一是氫瓶租賃模式。以租代購可減少用戶三分之二的儲(chǔ)氫瓶購置成本，并通過多車循環(huán)利用（如報(bào)廢車輛氫瓶檢測后復(fù)用）攤薄全生命周期成本。其二是換氫瓶模式，通過直接運(yùn)輸高壓儲(chǔ)氫瓶，省去氫氣二次壓縮環(huán)節(jié)，運(yùn)輸效率預(yù)計(jì)可提升3倍。”歐陽明高介紹，“第三種是'氫電互補(bǔ)'集成換裝，通過將儲(chǔ)氫瓶與燃料電池集成模塊化設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)類似純電動(dòng)換電的快速補(bǔ)能，該模式可兼容短途換電與長途換氫。”

“據(jù)測算，通過車輛降本與商業(yè)模式創(chuàng)新，氫能重卡總成本可接近柴油車水平。但長期競爭力仍取決于氫氣價(jià)格——?dú)淠苷既芷诔杀镜?0%~80%，風(fēng)光制氫的規(guī)模化與電價(jià)下降將是破局核心。”歐陽明高補(bǔ)充。

在創(chuàng)新商業(yè)模式探索降本增效的同時(shí)，政策與產(chǎn)業(yè)協(xié)同層面掃清障礙、加速規(guī)模化落地亦不容忽視。

“應(yīng)加快完善氫能供給體系，拓展交通、工業(yè)等多場景應(yīng)用，簡化自用加氫站審批。協(xié)同攻關(guān)燃料電池降本，提升電堆功率及材料國產(chǎn)化，推動(dòng)固態(tài)儲(chǔ)氫等新技術(shù)應(yīng)用。標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)方面，應(yīng)建立國際接軌的氫能標(biāo)準(zhǔn)，突破儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)卡點(diǎn)，規(guī)范車用氫瓶檢測流程。”上海汽車集團(tuán)股份有限公司副總裁、總工程師、國際氫能燃料電池協(xié)會(huì)副理事長祖似杰補(bǔ)充，加強(qiáng)區(qū)域協(xié)同同樣重要，應(yīng)依托資源稟賦建設(shè)示范區(qū)，構(gòu)建跨區(qū)域氫能網(wǎng)絡(luò)，助推氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)商業(yè)化進(jìn)程提質(zhì)增速。