氢能与燃料电池汽车产业发展的四大建议

不同于燃油和电能，氢能是一种清洁高效的新型能源，其制取与利用技术正处于加快发展过程中。对于氢能产业发展，我国还未给予足够的重视。虽然《能源发展战略行动计划（2014-2020年）》将氢能与燃料电池技术创新列为15项重点任务，《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》也提出“推动车载储氢系统以及氢制备、储运和加注技术发展”，但我国目前尚未有专门的氢能产业发展支持政策。氢能技术方面，我国化石燃料制氢、可再生能源制氢、氢气纯化等技术相对成熟，已大量应用于工业制氢。然而，我国在氢气存储、运输等技术方面较为薄弱，加氢技术虽已开始应用于燃料电池汽车，但技术水平有待进一步提高。氢能产业方面，除制氢企业外，我国氢气纯化、存储、运输及加氢企业数量较少，规模较小。加氢站建设方面，我国发展进程总体滞后。截至2017年10月，我国仅建成7座加氢站，数量远少于美国、日本、德国等发达国家。由于缺乏专门的支持政策，以及加氢设备产业化能力不足、成本较高、加氢站建设及运营模式不成熟等原因，我国加氢站建设还面临不少制约。

为保障和促进燃料电池汽车产业发展，我国需做好氢能供给。一方面，加快氢气存储、运输等关键技术研发，引导工业制氢、氢气纯化等技术向燃料电池用氢技术转化，丰富氢气存储、运输、加氢等企业数量，提升氢能装备水平，推进氢能产业发展。另一方面，聚焦加氢能力提升，加强加氢设备产业化技术研发，强化加氢设备企业产业化能力，降低加氢设备成本，丰富加氢基础设施建设及运营企业数量，加快完善加氢基础设施建设及运营模式。

2.形成系统的解决方案

对于新兴产业而言，其技术与市场都面临较大的不确定性。在新兴产业发展初期，由于新兴技术不够成熟，新产品往往面临性能不完善、生产成本高、安全性低等问题。当新产品推向市场后，由于配套服务网络不健全，新产品使用、维护及报废回收等问题容易成为新产品产业化的瓶颈。为有效应对这些问题和实现新产品的产业化，新兴产业中的创新主体需要选择特定的技术路线，并形成系统的解决方案。在电动汽车发展过程中，由于动力电池技术的出现，电动汽车在发展初期就面临技术不成熟、产品性能不完善、生产成本高、安全性低等问题。随着电动汽车产业化的推进，电动汽车用户日益多元化的充电需求，以及动力电池退役和报废回收等问题逐渐凸显，开始成为制约电动汽车进一步发展的主要问题。

通过技术创新和商业模式创新，美国电动汽车企业特斯拉形成了应对动力电池和电动汽车产品一系列问题的系统解决方案，其发展经验为新兴产业中的创新主体提供了借鉴。首先，特斯拉选用了较为成熟、稳定的日本松下18650电池，具有能量密度高、寿命长、安全性高等特点，曾广泛应用于消费类电子产品。特斯拉在电池管理技术和电池包设计上进行了创新，采用封存管理设计，先将单体动力电池并联成一个电池组，再将电池组串联成一个电池模块，最后再串联成整块的电池包。为提高电池包的安全性，特斯拉的每个单体电池、电池组和电池模块都有保险丝，每个层级都会有监控电流、电压和温度的传感器，一旦电流过大，保险丝就立即熔断。此外，特斯拉还攻克了电池冷却技术，通过水冷的方式使电池单元的温度维持恒定。两种方式的共同作用，使特斯拉电池包的安全性得到保证。通过以上措施，特斯拉破解了动力电池应用于电动汽车初期面临的技术不成熟、性能不完善、生产成本高、安全性低等问题。其次，在特斯拉刚刚开始产品市场化时，电动汽车面临充电设施较少、充电速度慢等问题。为此，特斯拉专门开发了超级充电站，用20分钟就可以充进一半电量，而80分钟就可以把电量充满，较好地解决了充电问题。再次，为解决电能供给问题，特斯拉收购了美国太阳能发电系统供应商SolarCity，采用光伏发电、储能和充电一体化的方式，实现了电能的自给。最后，特斯拉还成立了专门的电池回收公司，负责其电动汽车产品的废旧动力电池回收。

作为一种新兴产业，燃料电池汽车产业化过程中也面临各种瓶颈问题。为此，燃料电池汽车企业需要通过技术创新、商业模式创新和开展必要的合作，从而形成系统的解决方案。氢能是燃料电池汽车的主要动力源，也是燃料电池汽车发展的关键。目前，氢气的存储主要有高压气态储氢、低温液态储氢和常温常压有机储氢等技术路线。对应于不同的储氢技术，燃料电池汽车企业需要采用不同类型的燃料电池电堆、系统，整车设计也需要采取不同的形式。就燃料电池汽车产业发展状况来看，储氢、燃料电池电堆、燃料电池系统、整车等企业相对松散，缺乏针对不同技术路线的紧密合作。为改变这种状况，燃料电池汽车企业需聚焦燃料电池汽车成本、可靠性、耐久性、安全性等问题，围绕产品开发、使用、维护等发展需求，整合燃料电池、储氢等环节，形成系统的解决方案，从而有效推进产业发展。

3.加强关键资源整合

除制氢企业外，核心企业数量少、规模小，以及由此导致的技术创新慢、产业化技术不健全、产业化进程滞后等问题，是我国氢能与燃料电池汽车产业发展面临的主要瓶颈。究其原因，我国通过国家科技研发支持初步掌握了氢能与燃料电池汽车关键技术，但这些技术主要由科研院所和规模较小的科技型企业开发，生产设备、投资等资源不足，从而制约了关键技术的产业化进程。为加快氢能与燃料电池汽车产业化进程，我国需加强对支撑产业化关键资源的整合。

一方面，我国要加强对生产企业、社会资本等国内资源的整合。如前所述，除少数大企业之外，由于生产经验不足、投融资渠道不畅通等原因，掌握氢能与燃料电池汽车关键技术的科技型企业产业化进程缓慢。与此同时，随着我国燃料电池汽车产业化进程的加快，一些其他领域的生产企业、社会资本等正积极进入。通过采取妥善的引导措施，使生产经验丰富的新企业、实力雄厚的上市公司等进入氢能与燃料电池汽车领域，与科技型企业等原有企业合作，将有力提升关键技术研发水平，加快产业化进程。

另一方面，我国需要做好对国外先进技术和企业的整合。国外氢能与燃料电池汽车产业起步较早，在氢能技术、燃料电池技术方面形成了一批优势企业。同时，由于率先实现了产业化，国外氢能与燃料电池汽车产业化技术体系相对完善。例如，在氢气控制高压阀门、密封胶等方面，国外产业化技术优势明显。为此，我国有必要采取技术引进、技术合作、企业并购等方式，实现对国外资源的整合。需要强调的是，在国际资源整合过程中，我国需做好自主技术开发。以日产汽车公司为例，早在2001年就引进了国外燃料电池技术，2003年开始与国外共同研发燃料电池汽车，2008年之后开始推出自主研发的高性能燃料电池汽车，其经验值得我国进行国际资源整合的企业借鉴。
4.构建产业政策体系

首先，做好顶层设计。由国务院和相关主管部门牵头，加快制定氢能与燃料电池汽车产业发展规划，明确产业发展的目标、主要任务、支持措施、管理规范和保障措施；依托节能与新能源汽车产业发展部际联席会议制度，构建氢能与燃料电池汽车产业发展的部际协调机制。

其次，完善支持政策。不同于燃料电池汽车，我国氢能支持政策较少。为保障燃料电池汽车所需的氢能供给，我国需要结合国家氢能与燃料电池汽车产业发展规划，制定氢能技术研发、产业化及示范应用等支持政策，从而形成有力的支持政策体系。燃料电池汽车方面，针对技术研发、示范运行、加氢设施建设等关键环节，制定相应的支持政策，构建燃料电池汽车产业支持政策体系。加强与地方政府协调，敦促地方政府尤其是燃料电池汽车试点示范城市建立和完善区域产业支持政策，对试点示范效果较好的城市进行奖励。

最后，制定管理规范。为保障氢能与燃料电池汽车产业发展，我国需构建氢能与燃料电池汽车标准体系，并制定氢能与燃料电池安全性、加氢基础设施建设等管理规范。目前，燃料电池汽车标准、氢能标准已开始由不同的机构牵头制定。为满足燃料电池汽车新产品开发、测试验证及使用等需求，相关标准制定机构之间需加强协调与协作。