什么是氢燃料电池，氢燃料电池车发展前景怎么样？
来源：宝鄂实业
2019-03-27 11:25
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今年全国两会期间，新能源汽车产业发展备受关注，多位汽车领域的人大代表、政协委员都提出了建议，特别是针对氢燃料电池车的内容更是成为热点。今天的《记者视角》就和您聊聊这方面的话题。
今年两会期间，全国人大代表、长城汽车总裁王凤英建议，加强氢能源基础设施尤其是加氢站的发展；全国政协委员、北汽集团董事长徐和谊建议，加快加氢站的统一规划以利于氢燃料车的推广；中通客车董事长李树朋则提交了《关于加快氢燃料电池汽车推广的建议》议案，而东风、奇瑞、上汽、广汽也纷纷站队燃料电池汽车。
事实上，虽然目前市场上新能源汽车主要以纯电动和混合动力汽车为主，燃料电池汽车较为少见，但并不代表国家不重视这一领域。特别是近几年各地电动车都受到补贴退坡影响时，燃料电池汽车不仅没有受影响，还得到了各地政府额外的政策支持。按照2018年的政策，乘用车、轻型客车和货车、大中型客车和中重型货车单车补贴上限分别为20万、30万、50万，而且补贴在2020年前都不会退坡。
那么氢燃料电池具有哪些优势呢？如果说锂电池是一种储能装置，那么氢燃料电池本身就是一个发电装置，像发电厂一样直接把化学能转化为电能。传统的柴油机、内燃机热功率的效率只有30-40%，氢燃料的电化学反应，效率能达到70%，能量转化效率极高。而按照美国能源局的报告，氢燃料电池能量密度能达到汽油、柴油的3倍，锂电的10倍。所以用在汽车上，就意味着更能满足人们的用车需求。在去年的国际客运交通装备与技术展览会上，氢燃料电池大客车首次亮相天津。申龙客车技术研究院陈龙说，与纯电动汽车相比，氢燃料电池汽车续航里程更长，更适合寒冷季节使用，有助提高新能源大客车的运营效率。
“以往锂电池就是充电，这款车是加气，运营效率高，加气时间3-5分钟，加一次氢可以跑400公里左右，可以往返北京一趟。 ”
不过啊，一谈到氢气有些人就联想到了“氢气会燃烧也会爆炸”，是不是安全？事实上氢要发生爆炸并不是非常容易，国外燃料汽车的使用经验已经表明，氢气的安全性是有保证的。因为泄露的氢气会很快上升、扩散，使其浓度难以达到爆炸所需浓度，而且其爆炸能量是常见燃气中最低的，仅为汽油的1/22。所以，氢气的危险程度其实远小于汽油。广顺新能源动力科技有限公司总经理吴永辉说：
“氢和氧混合的燃爆点是车上是不可能出现的，因为车上没有纯氧的存在，是通过空气里的氧气通过空压机来供氧，就是说再怎么聚集也达不到燃爆点，危险燃爆的可能性不大。剩下就是车发生碰撞，氢气罐裂了、漏了，但是由于氢气非常轻，释放能量非常快，燃烧也是垂直向上的，瞬间的燃烧掉了，形成不了爆炸。”
从国内外市场来看，目前氢燃料电池车都还处在发展初期，主要瓶颈是成本过高和加氢站数量少。即使是处于领先地位的日韩，大规模商业化也是任重道远。韩国现代和日本丰田2013年后陆续推出氢燃料电池车，并都号称自己是全球首款量产车型，但到目前为止，累计产量都不多。日本政府希望都在2020年前新建80个加氢站，并实现4万辆氢燃料电池车上路的计划；欧洲方面，奔驰推出过有限的几款氢能源车型。中国2018年新能源汽车销量达到了125.6万辆，其中氢燃料电池汽车的销量只有1527辆，且主要用于城市公交以及旅游大巴，还没有面向民用消费市场，这主要是受到加氢站基础设施不足的制约。建设加氢站的成本很高，如果没有像两桶油这样的大国企全面介入，恐怕很难实现商业化普及。
氢能是世界公认的清洁能源，被誉为 21 世纪最具发展前景的二次能源。想一想，油箱被氢瓶代替，内燃机由燃料电池发动机替代，而排放物仅仅是水，多么完美。显然两会期间提及氢燃料电池的发展，并不是车企一时的头脑发热。而且电动车和燃料电池车的发展并不矛盾，暂时也不存在谁取代谁的问题。不过从时间点看，我国的燃料电池可能比锂电池车的发展要晚十年，但随着国家政策的倾斜与扶持，燃料电池汽车的产量会取得爆发式增长，前景看好。
说到新能源，可能大家第一时间想到的就是：这两年国内大小新势力和传统车企之间厮杀相当激烈的纯电动汽车。相对于传统汽车以化石燃料为能量来源，以电力为驱动的纯电动汽车的确可以规划到新能源汽车一列。
不过在一部分消费者的认知中，由于我国截止到2018年8月依旧有74.1%的电力来源为火力发电，他们并不认同目前的电动汽车能够算得上是真正意义上的新能源汽车。于是在国内电动汽车高速发展的同时，市场中对于其他能源驱动车型的呼声越来越高，其中提到最多的便是不少国外车企已经较为成熟的氢燃料汽车。
目前将氢能源运用到汽车领域且技术最为成熟的车企，就是同属日企的“两田”（本田与丰田），它们都早已推出了自己的氢燃料车型。在这种车型上搭载的是一种名为【氢氧混合燃料电池】的动力来源。在燃料电池内部，氢气与氧气发生反应之后，产生电力、水和热能。这种反应过程中仅会产生微量的二氧化碳和氮氧化物，剩下的主要产物只是水。这种燃料电池的能量转化效率比氢气单纯燃烧的效率要高出2-3倍，而且由于其具备零污染、零排放的优点，一直被认为是新能源汽车的终极解决方案。
其实我国在氢燃料电池商用化的领域并非一片空白，在2017年国内的燃料电池车辆商业化订单就实现了千辆级的突破。
以改善我国化石能源对外依靠度过高为出发点而出现的新能源政策，面对这个更加环保，更加完美的氢燃料电池项目，貌似是没有理由去不发展的，但是即便国家开始从顶层决定开始发展氢能源，这里还是有几座大山横在我们眼前：
①．核心技术未攻克
目前工业大规模制氢的方法主要有三种：水煤气法制氢、由石油热裂的合成气和天然气制氢、电解食盐水的副产氢。前两种作为工业制氢的主力，也还是离不开化石燃料辅助，后者虽然产生的氢气为副产品，但是过程中需要大量的电能，而且产能也不算高。所以氢气虽然作为清洁能源，但是它现阶段的诞生却并不“清洁”，目前更加环保的大规模制氢方法仍然未突破，但是利用太阳能、风能发电进行缓慢电解水制氢的方案却极具可行性。
此外，“质子交换膜”是燃料电池里氢氧结合的关键部位，然而在全球范围内，能够商业化供应氢燃料电池质子交换膜的公司，只有美国杜邦和日本境内一家公司；但是日本的公司出于某种众人皆知的原因，拒绝对任何国家销售该产品，也就是说。目前全世界的“质子交换膜”目前都被掌握在美国杜邦手上，中国尚处于攻关这一核心技术的过程中。
②．推行成本过高
1.氢气作为易燃易爆气体，本身的安全问题不容忽视，无论是生产氢气还是灌注氢气的过程中的安全隐患都需要考虑到。也就是说，加氢站储氢装置应该满足完全密封、能承受高压、具备在线监测功能、发生危险自动报警等功能。显然，满足这些要求的加氢站建设成本绝不会不会低，据了解，目前建成一座加氢能力大于200公斤（市面上现有的氢燃料汽车气罐容量一般为5公斤）的加氢站需要1000万元以上的投资。
2. 现阶段的氢燃料电池技术，离不开催化剂的催化，不过这里的催化剂却是铂金。铂金在去年的全球年产量约为两百吨，每克售价约为黄金的2倍，其中60%还被用作首饰材料。这对氢燃料汽车的推广来说是一个无比沉重的负担。
3. 在电池催化剂的成本高昂的情况下，氢燃料电池汽车的售价也就明显的不会太低，目前市面上在售的丰田Mirai在美售价为6.9万美元（约合人民币47万元），高昂的售价将会成为另一个氢燃料发展路上的绊脚石。
