有的汽車“吃”的是汽油，排放的是溫室氣體。有的汽車“吃”的卻是氫氣，排放的只有水。這第二種車，叫做氫燃料電池汽車，目前正在汽車界悄然走紅。

　　今年5月，日本11家企業(yè)簽署諒解備忘錄，計(jì)劃在日本共建加氫站，推進(jìn)日本政府此前發(fā)布的《氫能與燃料電池戰(zhàn)略路線圖》。英國政府則在4月份宣布將投入2300萬英鎊來完善氫燃料電池汽車的基礎(chǔ)設(shè)施。

　　6月25日，科技部部長萬鋼在吉林長春發(fā)表演講，更是幫助氫燃料電池汽車在國內(nèi)“圈粉”無數(shù)。他表示，氫具有來源廣泛、大規(guī)模穩(wěn)定儲存、持續(xù)供應(yīng)、遠(yuǎn)距離運(yùn)輸、快速補(bǔ)充等特點(diǎn)，“在未來車用能源中，氫燃料與電力將并存互補(bǔ)，共同支撐新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展”。

　　新能源汽車市場，三分天下必有其一

　　“將來氫燃料電池汽車在新能源汽車的三分天下市場中，必占其一！”談起它，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員、全國燃料電池與液流電池標(biāo)準(zhǔn)委員會主任委員衣寶廉院士難掩激動。

　　雖然在老百姓心中，氫燃料電池汽車依然不顯山不露水，可是在很多專家眼里，其將在未來的新能源汽車市場扮演舉足輕重的角色。

　　這得先從氫燃料電池的原理說起。氫燃料電池其實(shí)是一種發(fā)電裝置，它的燃料就是氫氣。氫氣從燃料電池的陽極進(jìn)入，氧氣從陰極進(jìn)入，在催化劑的作用下，氫氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成電流并生成水。

　　“可以實(shí)現(xiàn)零排放，特環(huán)保。”衣寶廉說，跟普通汽車相比，以氫燃料電池為發(fā)動機(jī)的汽車擁有顯而易見的優(yōu)勢。就算跟電動汽車相比，氫燃料電池汽車也可圈可點(diǎn)。

　　衣寶廉介紹，一般電動車受電池儲存能量限制，充一次電續(xù)駛里程在200公里左右，充電時(shí)間也動輒幾個(gè)小時(shí)，用戶存在“充電焦慮”。“而加氫和加油一樣，只需要幾分鐘，而且加一次氫續(xù)駛里程可達(dá)500—700公里。”

　　正因如此，在我國確立的新能源汽車“三縱三橫”發(fā)展布局中，燃料電池車一直與混合動力電動汽車和純電動汽車并列為“三縱”——盡管與另外“二縱”相比，燃料電池車的發(fā)展態(tài)勢一直有點(diǎn)低調(diào)。

　　令人鼓舞的是，《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》對氫燃料電池汽車再次寄予厚望，提出到2020年要實(shí)現(xiàn)燃料電池車批量生產(chǎn)和規(guī)?；痉稇?yīng)用。在補(bǔ)貼政策方面，2016—2020年其他“二縱”的補(bǔ)貼額度會大幅退坡，但燃料電池車的補(bǔ)貼額度不但不減，有的車型還有所增加。

　　產(chǎn)業(yè)化元年已至，水平與國外還有差距

　　“現(xiàn)在國內(nèi)越來越多的企業(yè)開始關(guān)注燃料電池，這是以前沒有的局面。”上海神力科技有限公司總經(jīng)理胡里清多年前就瞄準(zhǔn)了氫燃料電池產(chǎn)業(yè)，而最近兩年的產(chǎn)業(yè)動態(tài)尤其讓他感到高興。

　　2014年，日本豐田宣布其氫燃料電池汽車進(jìn)入市場，售價(jià)僅比鋰電池車稍貴。衣寶廉告訴科技日報(bào)記者，在國內(nèi)，佛山、如皋、鄭州、上海、北京等地已開始?xì)淙剂想姵卮蟀蛙嚨氖痉哆\(yùn)行。

　　“如果說2015年是世界燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化元年的話，2017年可視為我國燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化元年。”衣寶廉說。他透露，國內(nèi)大的汽車企業(yè)如上汽、一汽和二汽均已開始計(jì)劃、設(shè)計(jì)或生產(chǎn)百輛級的燃料電池專用車投放市場。另外，北京冬奧會也將進(jìn)行燃料電池大巴車的示范運(yùn)行。

　　同時(shí)也應(yīng)看到，目前國內(nèi)氫燃料電池產(chǎn)業(yè)與國際先進(jìn)水平還有一段距離。

　　作為產(chǎn)業(yè)界人士，胡里清的感受是目前國內(nèi)氫燃料電池的關(guān)鍵材料、相關(guān)零部件的生產(chǎn)流水線、生產(chǎn)工藝等配套稀缺。而在日本，燃料電池產(chǎn)業(yè)各個(gè)環(huán)節(jié)都有企業(yè)在做，這對于燃料電池降低成本、推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化十分有利。

　　“國內(nèi)氫燃料電池技術(shù)在經(jīng)過十幾年研發(fā)后，有了基本的鋪墊，但很多關(guān)鍵材料和零部件還沒有走出實(shí)驗(yàn)室。”同濟(jì)大學(xué)汽車學(xué)院學(xué)術(shù)委員會主任章桐在接受科技日報(bào)記者采訪時(shí)說。

　　汽車安全與節(jié)能國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任歐陽明高告訴記者，氫燃料電池技術(shù)中最核心、最基礎(chǔ)的技術(shù)是膜電極，其重要性相當(dāng)于電腦和手機(jī)的芯片，而國產(chǎn)膜電極在耐久性和性能上還有待提升。“目前國產(chǎn)膜電極的壽命最高能達(dá)到8000小時(shí)，國際上最好的水平是10000小時(shí)以上，這也直接決定了氫燃料電池的壽命。”

　　“雖然我們國家十幾年前就開始研發(fā)氫燃料電池汽車，但當(dāng)時(shí)多數(shù)整車廠持觀望態(tài)度，僅靠幾家燃料電池企業(yè)單打獨(dú)斗，產(chǎn)業(yè)化投入不夠。”胡里清分析其原因時(shí)介紹，相比之下，日本豐田公司每年都在該領(lǐng)域進(jìn)行幾億美元的持續(xù)投入。

　　現(xiàn)在，政策利好，國內(nèi)汽車企業(yè)也開始積極參與進(jìn)來，這讓胡里清更加看好氫燃料電池產(chǎn)業(yè)的前景。

　　完善產(chǎn)業(yè)鏈，須從能源戰(zhàn)略角度布局

　　“現(xiàn)在國內(nèi)氫燃料電池汽車正處于從示范、考核到產(chǎn)業(yè)化的過渡階段。”歐陽明高認(rèn)為，燃料電池技術(shù)門檻高、難度大、涉及的技術(shù)鏈條長，全方位商業(yè)化還需待以時(shí)日。但是，可以從一部分領(lǐng)域率先開展商業(yè)化突破。

　　歐陽明高所說的這部分領(lǐng)域，是指城市客車等商用車領(lǐng)域。這也是目前國內(nèi)氫燃料電池產(chǎn)業(yè)進(jìn)展最快的部分。

　　之所以從這些領(lǐng)域著手，而不是像日本豐田公司那樣從家用轎車做起，主要是因?yàn)檫@些領(lǐng)域更容易切入。章桐解釋說，城市客車等對氫燃料電池的體積、能量密度、可靠性等要求相對家用轎車較低。“比如，籠統(tǒng)來說國內(nèi)氫燃料電池體積比豐田公司的氫燃料電池大一倍，放在客車上沒有大礙，但是放在小轎車上就顯得很笨重。”

　　歐陽明高對這種具有“中國特色”的產(chǎn)業(yè)化路線持樂觀態(tài)度。他告訴記者，去年豐田公司的氫燃料電池轎車賣出幾百臺，而我國的燃料電池客車已達(dá)到100輛級水平。歐陽明高相信，國內(nèi)氫燃料電池的城市客車、增程式燃料電池汽車等總量可能會在一兩年內(nèi)超過豐田，達(dá)到千輛級別。

　　“關(guān)鍵是企業(yè)要增加投入。”對于如何進(jìn)一步培育國內(nèi)氫燃料電池產(chǎn)業(yè)的成熟度，章桐認(rèn)為，歐洲、北美、日本都是企業(yè)牽頭在做，如果企業(yè)在研發(fā)上不投入，只是寄希望于政府政策支持和科研經(jīng)費(fèi)投入，是做不出事情的。

　　從更宏觀的視角來看，章桐建議，國家不僅要制定關(guān)于氫燃料電池汽車的政策，更要正式把氫氣作為能源結(jié)構(gòu)的重要組成部分，統(tǒng)籌規(guī)劃氫氣的制取、運(yùn)輸、存儲和利用。

　　胡里清告訴科技日報(bào)記者，氫氣不僅比較清潔，而且來源廣泛，和電能一樣，屬于能源中的“通用貨幣”，僅把我國化肥廠、煉焦廠等排放的工業(yè)副產(chǎn)氫收集起來，就足以供幾千萬輛氫燃料電池汽車運(yùn)行。“但到現(xiàn)在氫氣在國家能源結(jié)構(gòu)中依然只被視作化工原料，而不是一種燃料。”章桐說。

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　　氫燃料電池

　　氫燃料電池基本工作原理是將氫氣送到燃料電池的陽極板（負(fù)極），經(jīng)過催化劑（鉑）的作用，氫原子中的一個(gè)電子被分離出來，失去電子的氫離子（質(zhì)子）穿過質(zhì)子交換膜，到達(dá)燃料電池陰極板（正極），與氧原子和氫離子重新結(jié)合為水。由于供應(yīng)給陰極板的氧，可以從空氣中獲得，因此只要不斷地給陽極板供應(yīng)氫，給陰極板供應(yīng)空氣，并及時(shí)把水（蒸氣）帶走，就可以不斷地提供電能。由于氫燃料電池不儲能，確切的講其應(yīng)該稱為氫發(fā)電裝置。

　　其實(shí)氫燃料電池并非全新的技術(shù)，20世紀(jì)60年代，氫燃料電池就已經(jīng)成功地應(yīng)用于航天領(lǐng)域。往返于太空和地球之間的“阿波羅”飛船就安裝了這種體積小、容量大的裝置。（記者 劉園園）