中国新能源汽车应“多轨并驰”燃料电池不宜忽视

从推行能源多元化、降低风险的角度出发，同时考虑到氢能作为未来主要能源候选对象的战略地位，中国不宜忽视燃料电池及其在汽车领域应用的技术研发与产业化推进。

新能源汽车产业是中国重点发展的战略性新兴产业之一，在《中国制造2025》中也被列入十大重点发展领域之一。加快发展新能源汽车产业，既能够缓解当前所面临的能源与环保压力，培育新的经济增长点，也可以推进中国由传统汽车大国向现代汽车强国转变。

由于受到国家政策的大力扶持，国内各类投资主体竞相进入新能源汽车制造领域，推动新能源汽车产业快速发展。据中汽协统计，2017年中国新能源汽车产销分别完成79.4万辆和77.7万辆，同比分别增长53.8%和53.3%，分别是2012年的63.3倍和60.7倍，产销量已经连续3年在全球排名第一，占全球新能源汽车市场保有量的一半以上。国际能源署（IEA）2018年5月30日表示，2017年，全球道路上的电动汽车数量达到310万辆，创下新纪录，但仍需要更多研究、政策和激励措施来进一步推动电动汽车的普及。国际能源署在一份报告中称，这310万辆电动汽车包括电池电力、插电式混合动力电动和燃料电池电动客车，这一数字与2016年相比增长了57%。

从推行能源多元化、降低风险的角度出发，同时考虑到氢能作为未来主要能源候选对象的战略地位，中国不宜忽视燃料电池及其在汽车领域应用的技术研发与产业化推进，必须采取适宜措施，有针对性、有计划地予以重点实施。

新能源汽车产业面临产能过剩风险

与新能源汽车产业高速发展相伴的是产能过剩风险正在不断累积。当前，应该采取积极措施，未雨绸缪化解新能源汽车市场产能过剩风险。

一是规划产能已经远超预期，产能过剩风险日渐累积。2012年6月，国务院印发的《节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2020年）》设定的发展目标是：到2020年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达200万辆。但中国流通协会的数据显示，2015年至2017年6月底，中国已经落地的新能源整车项目超过了200个，相关投资金额高达10000亿元人民币以上，各类车企已经公开的新能源汽车产能规划超过2000万辆。按照规划，这些项目大多将在2020年之前建成投产。

二是资本竞相涌入新能源汽车领域，快速形成大量产能。一方面，传统的车企纷纷宣布了几何级的产销增长计划。另一方面，一批新兴的互联网企业跨界进军新能源汽车市场。此外，一些其他行业的龙头企业也开始涉足新能源汽车领域。尤其是许多没有造车经验的投资主体纷纷杀入该市场后，在短期内快速形成了大量产能并为产能过剩埋下隐患。

三是新能源汽车配套产业快速发展，动力电池面临严重产能过剩。国内新能源汽车整车产销量的快速增长，带动了相关配套产业的发展，特别是动力电池产业发展异常迅猛。数据显示，当前中国动力电池出货量占全球市场份额高达70%以上。2014-2016年，中国动力电池产业年均增长率分别高达368%、324%和78.6%，2016年动力电池领域的投资金额超过1000亿元人民币。据测算，当前形成的产能若全部释放，会形成170GWh/年的巨大产能，大约是目前市场实际需求量的7倍多，可以满足年产500万辆的电动乘用车和50万辆电动大客车的总需求。

总体来看，导致新能源汽车产能过剩的原因有三点。首先，过度补贴等产业政策增大了产能过剩风险。除了中央补贴外，很多地方政府按照1:1的比例对新能源汽车进行配套补贴，两级政府的补贴总额高达6万-10万元人民币，一些小型电动车变成了零成本甚至负成本。尤其值得注意的是，受高额补贴诱惑，大量企业不按市场实际需求过量生产，有的企业甚至违规造假“骗补”，从而埋下产能过剩隐患。

其次，唯GDP论和地方保护主义加剧了产能过剩风险。当前新能源汽车产能过剩风险高企与某些地方政府片面追求GDP增速有关，各地政府对发展新能源汽车均热情高涨。

再者，行业进入门槛低也易形成大量低端过剩产能。相较于传统汽车制造业极高的进入壁垒，新能源汽车行业进入门槛较低，主要集中在电池等几个大的核心零部件上。据测算，传统燃油车的盈亏平衡点为200万辆，而电动车的盈亏平衡点仅为10万-20万辆。一些并不具备研发、生产以及制造新能源汽车能力甚至缺乏造车经验的企业，利用新能源汽车行业较低的进入门槛，采取控股、合资建厂、切入供应链等投资手段进入新能源汽车制造领域，短期内易形成大量低端过剩产能。

燃料电池的现实写照

中国在新能源汽车的技术路线上，过去选择的是纯电动车，除了造车本身，技术上主要需解决的是电池效能问题。但在我们看来，动力电池技术路径是新能源汽车发展的过渡阶段，并不能称之为真正的“终极”新能源汽车。氢燃料技术理应受到更多重视。

氢燃料电池汽车是指以氢气等为燃料，通过化学反应产生电流，依靠电机驱动的汽车。燃料电池的化学反应过程不会产生有害产物，只会排出水，因此，在环保和节能方面，氢燃料电池车是汽车发展非常理想的阶段。相较于电动汽车，燃料电池车具备轻量化、续航力久、充能时间短、电池寿命长的优势。在重量方面，同样功率的氢燃料电池重量仅是电动车电池组的一半，可极大减轻车辆负担；续航和充能方面，以日本的丰田Mirai为例，其一次加氢仅需3分钟，续航里程达到650公里，电池寿命达20年以上。除了对比电动汽车的巨大优势，其相较燃油车（包括混动）也有独到之处，具有环保、结构简单、故障率更低等特点。

实际上，中国氢燃料电池创新路线图早已有之。2016年，国家发改委、国家能源局下发了《能源技术革命创新行动计划（2016-2030年）》，并同时发布了《能源技术革命重点创新行动路线图》。《能源技术革命创新行动计划（2016-2030年）》列举了包括“先进储能技术创新”、“氢能与燃料电池技术创新”、“能源互联网技术创新”等15项重点任务。其中，第9项重点任务明确提到了氢能与燃料电池技术创新。而《能源技术革命重点创新行动路线图》则明确了上述15项重点任务的具体战略方向、创新目标及创新行动。

那么，在新能源汽车发展问题上，中国为什么没有直接发展氢燃料汽车，而是大力扶持动力电池汽车产业？问题的关键在于，氢燃料电池汽车的技术瓶颈目前是其商业化进程中的最大掣肘。

首先是技术壁垒。现阶段氢燃料电池的大规模普及仍然有巨大的技术鸿沟需要跨越，比如说氢气站的建设、氢气的制备和运输都需要大量的耗能，尤其是高能储氢材料都还在探索之中，在安全性方面也饱受质疑，氢燃料电池反应堆中质子交换膜的耐温度范围也存在待解决的问题，在技术难度上需要革命性的研究成果。举例来讲，目前一个亟待解决的难题，就是电池反应堆中的催化剂必须是贵金属——铂（没有替代材料），对氢的纯度要求极高（99.99%），一旦与空气中的一氧化碳、二氧化硫等接触，就会“中毒”，催化效果就会大大降低。虽然丰田对其进行了电镀处理，降低了90%的铂使用量，但一辆车仍至少需要15克铂才能运行，成本居高不下。总体而言，氢燃料电池技术门槛高，需要巨额投入，而目前大部分车企在这方面基础薄弱，并没有开展相关研发和产业化准备，其中包括催化剂双极板等部分关键材料以及高压储氢罐、氢循环泵等无大规模量产的能力，总体产业链形成尚需时日。

其次是成本控制。对于燃料电池而言，目前最大的问题是没办法进行较大规模化应用。根据美国政府部门最新数据，2017年每生产1000套80KW质子交换膜燃料电池系统，单套燃料电池系统成本为179美元/KW（包含高压储氢罐、电池堆、动力控制单元等）；每生产1万套，燃料电池系统成本为79美元/KW。以丰田Mirai为例，2016年该车产量已提升到2000辆，2020年这一数字将达到30000辆，以这个数据测算，单套电池系统成本仍需1万美元左右，相比锂电池成本仍旧居高不下。

第三是燃料电池的能量转换效率。电动车直接使用电能，相对效率较高，相比较之下燃料电池先将电能转换为化学能，然后再得以转化为电能，中间的能量损耗要多得多。需要说明的是，目前中国的燃料电池累积运行时间太短，离实际应用所需的时间还有较大差距。更重要的是，由于对环境、温度、湿度无法控制，在实际运营中，氢燃料电池的运行时间会大打折扣，无法支撑产品的商业化运营。

第四是氢气制备运输的安全隐患。氢气是一种高危险气体，不仅具有很强的易燃易爆性，还有一定的窒息性，相关人员需配备专业氢气检测仪来检测氢气是否有泄漏。制氢与用氢不在同一地方，将通过电解水等方式制成的氢储存和运输到加氢站，是燃料电池车大规模推广应用的关键环节。目前，中国氢气储存和运输技术仍不足，能完成存储和运输的企业少之又少，氢气制备及加注企业整体水平依旧不足。虽然氢燃料电池车的优势在于加氢时间短，仅需短短3分钟，但在如此短时间内完成加注，对整套系统承受能力提出了极大挑战。

第五是与加氢站等基础设施的依附关系。氢燃料电池车的发展与加氢站等基础设施的建设密不可分，如果燃料电池车销售情况不好，相关企业不愿铺设过多加氢设备，势必会影响氢燃料电池车的大规模推广。粗略估计，不算土地，一座日加能力在200公斤的加氢站的建设成本至少在1500万元人民币以上，远高于加油站和充电站，这对不少企业形成了较高门槛。

氢燃料电池车无疑有着美好的未来和广阔的市场前景，但其发展中面临的问题同样不可忽视，制氢、储存和运输等整个产业链都远没有形成规模，只有妥善处理和解决这些发展过程中遇到的问题和隐患，其量产和普及才能成为现实。

不妨引进国外技术来促进中国燃料电池发展

那么，中国氢燃料汽车发展是不是就无解了呢？其实不然，反观日本燃料汽车发展仍在向前不断推进，这为中国燃料电池汽车的发展提供了信心和预期。

实际上，关于氢燃料技术，中国已经有了一定的研发基础和积累，也有一定的市场实践，只是大规模商用还存在瓶颈，与日本的合作，或许能打开这种僵持局面。日本在氢燃料汽车生产方面有技术、有管理和运营经验，但缺市场。没有市场的普及，日本氢燃料技术或许只能是曲高和寡、无法变现。同样，中国氢燃料汽车发展需要借鉴和引进先进的技术和管理经验，同时，也需要促进动力电池新能源产业进一步优化和提升。双方优势互补、各取所需，引进、合作是有良好基础的。

总体而言，中国新能源汽车模式应“多轨并驰”。过去，我们在政策和资金方面将“火力”过于集中在了动力电池汽车发展上面，而受技术、成本等因素的约束，“忽略”了氢燃料电池的发展。随着动力电池汽车产业发展中不断涌现出的矛盾和问题，不得不让人重新审视，现有的技术路径是否真的就是未来中国新能源汽车发展路径，而且是唯一路径？答案是否定的。因为，氢燃料电池技术路径应该更贴近未来、更贴近新能源理念。

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