一、我國氫能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
目前，我國氫能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展遇到了不少瓶頸，如氫內(nèi)燃機汽車的移動制氫技術瓶頸有待突破，特別催化劑為鉑、銥等貴金屬，成本十分高昂，氫燃料電池汽車比傳統(tǒng)動力汽車成本至少高出20%，氫燃料存運困難，氫燃料電池壽命短，加氫站等基礎設施建設滯后等，但氫能源汽車環(huán)境相容性良好、能量轉換效率高、噪音小、續(xù)航里程長、加注燃料時間短、無需充電，被視為最理想可替代傳統(tǒng)汽車的交通工具。近年來我國科學布局其產(chǎn)業(yè)發(fā)展，具備了一定的發(fā)展基礎。
1. 產(chǎn)業(yè)政策支持力度不斷加大
近年來，國家逐步加大對氫能源汽車產(chǎn)業(yè)的政策支持力度。2012年，《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012—2020年)》提出，車用氫能源產(chǎn)業(yè)要趕上國際先進水平;2014年，國家規(guī)定從2014年9月1日起到2017年12月31日對氫能源汽車等新能源汽車免征車輛購置稅，對加氫能力不低于200公斤的加氫站獎勵400萬元，并印發(fā)《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃(2014—2020年)》，將氫能與燃料電池列入“20個重點創(chuàng)新方向之一”;2015年，《中國制造2025》將氫燃料電池汽車作為新能源汽車主要發(fā)展方向;2019年的政府工作報告明確提出了“推動充電、加氫等設施建設”等。
2. 企業(yè)參與度不斷提升
在國家基金項目支持下，我國已初步形成了一支由高等院校、中科院、能源公司、燃料電池公司、汽車制造企業(yè)等為主的從事氫能與燃料電池研究、開發(fā)與利用的專業(yè)隊伍。研發(fā)領域涉及氫經(jīng)濟相關技術的基礎研究、技術開發(fā)和示范試驗等方面，特別是科技部資助的“氫能規(guī)模制備、儲運及相關燃料電池的基礎研究”(2000年)和“利用太陽能規(guī)模制氫的基礎研究”(2003年) 兩項國家“973”項目產(chǎn)生了重大影響。民資、外資和合資企業(yè)成為相關產(chǎn)業(yè)的主要參與者。
3. 部分氫技術領域達到世界先進水平
經(jīng)過多年研究與發(fā)展，我國“973”項目氫能規(guī)模制備、儲運和相關燃料電池、質子交換膜燃料電池的研究能夠比肩世界先進水平，碳納米管儲氫、氫化物儲氫、復雜化合物儲氫等儲氫技術研究，硫化氫制氫、生物制氫、甲醇重整制氫等制氫技術研究也取得了不少成果。雖然我國在制氫原料、氫氣生產(chǎn)、氫氣運輸、氫氣儲存、加氫站等全產(chǎn)業(yè)鏈系統(tǒng)優(yōu)勢上同世界先進水平還有一定差距，但在太陽能光催化、電催化、光電催化和分解水制氫，以及二氧化碳加氫制甲醇等方面研發(fā)了系列具有自主知識產(chǎn)權的專利技術，為氫能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定了良好的基礎。
二、我國氫能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在的問題
一是政策的不確定性。早期政策導向偏頗, 氫能源發(fā)展意識不足，導致資金過多投向金屬電池汽車產(chǎn)業(yè)，氫能源汽車產(chǎn)業(yè)投資受到擠壓。2017年實施的雙積分制度，初衷是為了建立推動新能源汽車發(fā)展的長效機制，實現(xiàn)傳統(tǒng)汽車降低油耗和擴大新能源汽車產(chǎn)銷規(guī)模，但由于已有車企只需減少碳排放或者通過非法交易獲得新能源積分，大多數(shù)傳統(tǒng)企業(yè)沒有動力轉型氫能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展，而是將更多精力發(fā)展混合動力汽車或者純電動汽車。
二是技術的不確定性。雖然我國氫能源汽車產(chǎn)業(yè)技術上有了一定發(fā)展，但在制氫、儲氫、燃料電池、加氫站、商業(yè)化等環(huán)節(jié)還存在明顯短板。此外，供氫系統(tǒng)故障、冷卻系統(tǒng)故障、燃料電池模塊故障、燃料電池DCDC故障、輔助系統(tǒng)故障和絕緣故障等六大問題亟待解決。
三是需求的不確定性。氫能源和氫燃料電池進入市場的時間和節(jié)奏、市場需求和欲望，依然不好把握，亟需政府進行干預以便保持穩(wěn)定需求量。氫能源汽車當前存在產(chǎn)業(yè)鏈難以貫通的困境，特別是氫氣供應仍然是制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的環(huán)節(jié)，常規(guī)的氫氣產(chǎn)業(yè)運營模式暫時無法與新興的燃料電池應用產(chǎn)品無縫銜接，安全輕便的儲氫材料還沒有出現(xiàn)，這使得氫能產(chǎn)品商業(yè)化進展十分緩慢。氫能與燃料電池技術突破、燃料電池成本下降不及預期，加上氫能知識普及缺失和不足，使得氫燃料電池和氫能源汽車市場化短期內(nèi)沒有達到應有效果。
四是競爭的不確定性。由于競爭政策的設計和實施存在嚴重不足，原有企業(yè)和新進入市場者仍存在沖突。市場在位者往往投入大量研發(fā)成本，而新進入者則通過非法手段竊取技術專利或者在已有研究水平上搭便車進行更新?lián)Q代，從而出現(xiàn)后來居上和打壓原有市場在位者的情況，使得很多大型企業(yè)不愿意投入巨資研發(fā)，而是繼續(xù)觀望等待技術的突破或成熟，阻礙了氫能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
五是應用推廣進程緩慢。在基礎設施方面，配套仍比較落后。管網(wǎng)運氫大概只有400公里左右，加氫站至2018年底只有23座，世界排名第一的日本則擁有96座。在整車制造方面，生產(chǎn)數(shù)量依然十分有限。截至2019年，中國氫能源汽車產(chǎn)業(yè)集群達到60家企業(yè)，但是氫能源汽車產(chǎn)量不足3000輛。北上廣深等大城市未能形成氫能源汽車產(chǎn)業(yè)集群，引領帶動氫能汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展，產(chǎn)業(yè)只是集聚于張家口、常熟等中小城市。
六是標準制定滯后。美國、日本分別在氫燃料電池技術標準和氫能源汽車標準上走在世界前端。我國相關政府部門管理權限分散，行業(yè)標準制定與認定的孤島隔閡現(xiàn)象較為嚴重，導致氫能源產(chǎn)業(yè)技術標準單一、籠統(tǒng)、松垮和割裂，汽車行業(yè)、氫燃料電池行業(yè)、純氫制備行業(yè)等領域的標準制定較為粗糙，產(chǎn)業(yè)國際話語權嚴重不足。
三、發(fā)達經(jīng)濟體氫能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要做法及經(jīng)驗
(一)制定產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃及政策
美國先后出臺了《氫氣研究、開發(fā)及示范法案》《氫能前景法案》《2030年及以后美國向氫經(jīng)濟轉型的國家愿景》《國家氫能發(fā)展路線圖》等一系列政策;歐洲也制定了《至2005年歐洲的氫能研發(fā)與示范戰(zhàn)略》《氫能和燃料電池—我們未來的前景》《氫發(fā)展構想報告和行動計劃》等相關政策;日本通過“陽光計劃”“新陽光計劃”推動氫能研發(fā)，并發(fā)布《氫燃料電池車普及促進策略》《氫能利用進度表》等政策措施。
(二)實施制定氫能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展項目
美國克林頓政府實施15億美元的“新一代汽車合作計劃(PNGV)”項目，布什政府提出總共耗資17億美元的“自由轎車項目(Freedomcar)”以及“自由燃料計劃(Freedomfuel)”;歐洲先后實施第一至第九框架計劃，推動清潔城市交通項目、氫能和燃料電池研究項目和氫氣設施網(wǎng)絡項目研究。此外，“氫燃料創(chuàng)新汽車計劃(Hyfive)”“清潔能源伙伴計劃(CEP)”以及“英國氫移動計劃(UKH2Mobility)”等多個計劃穩(wěn)步推進;加拿大實施“氫能早期采用者計劃”“氫能社區(qū)伙伴”“溫哥華氫燃料電池專案”等項目，興建世界第一條氫能公路。
(三)成立氫能源汽車發(fā)展執(zhí)行機構
美國國防部和能源部成為氫能源產(chǎn)業(yè)的核心部門，并且成立了氫能協(xié)會、燃料電池協(xié)會及相關團體。國防部主要負責氫能和氫燃料電池的軍事應用，能源部主要負責氫能規(guī)劃，推動技術研發(fā)突破和商業(yè)應用，小企業(yè)局負責推動創(chuàng)新型小企業(yè)在氫能與燃料電池等清潔能源技術的合作。谷歌、微軟、可口可樂、蘋果、AT&T等著名企業(yè)在電力系統(tǒng)、燃料電池站點、通信基站等領域使用了氫能源技術，申請了超過500項專利。一些地方政府如加州則使用氫能與燃料電池進行辦公場所供電，撥款建設公共加氫站;日本也成立了國家級氫能源發(fā)展相關機構，如先后成立以大學研究人員為主的“氫能源協(xié)會”“新能源和產(chǎn)業(yè)技術綜合開發(fā)機構(NEDO)”、氫能與燃料電池展示項目組、燃料電池商業(yè)化協(xié)會(GCCJ)、氫和燃料電池戰(zhàn)略協(xié)議會，有效推動了氫能源技術的研發(fā)、示范和推廣。
(四)夯實氫能源汽車發(fā)展的國際合作機制
2009年9月，德國與歐洲主要工業(yè)企業(yè)簽署了歐洲氫移動項目合作備忘錄;日本豐田汽車公司已研發(fā)出第二代氫能源概念車，并主動公布5680項專利，推動國際技術合作和標準制定。寶馬、梅賽德斯—奔馳、大眾集團、AirLiquide公司、戴姆勒、林德集團、殼牌、BP、TOTAL、OMV、Avia和Hoyer等歐洲知名企業(yè)紛紛加強合作，加大研究強度和氫基礎設施建設。
(五)建立氫能源汽車發(fā)展的補貼制度
日本自2014年開始每年對加氫站建設和氫能源汽車消費者提供補貼，每部售價800萬日元的氫燃料電池汽車提供200萬～300萬日元補貼，以其帶動氫能源汽車的銷售和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
四、推動我國氫能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策建議
(一)制定國家氫戰(zhàn)略
1. 將氫能源發(fā)展作為能源革命的突破口
對外而言，我國要彰顯負責任大國形象，主動擔當大氣污染防范與氣候變化應對的國際責任，推動實現(xiàn)“2050年左右防止地球氣溫上升2度，氫能源消費占比達到18%以上”的全球目標。對內(nèi)而言，要貫徹落實習近平主席提出的能源技術、能源體制、能源供給、能源消費等領域的重要指示精神，秉持綠色發(fā)展理念，加強全方位國際合作，在氫能源領域積極作為。
2. 參與制定氫標準，爭取國際話語權
適時開展產(chǎn)業(yè)相關規(guī)范的起草與制訂工作，參考借鑒發(fā)達國家標準，鼓勵企業(yè)和研究機構參與，構建標準體系框架，明確標準建設路線圖，統(tǒng)一我國的氫能標準，并盡可能促使其成為國際標準，爭取掌握技術主動權和國際話語權，使我國的氫能和燃料電池企業(yè)在國際競爭中獲得先機，為我國氫能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展掃清障礙。
(二)成立氫領導機構
借鑒國際經(jīng)驗，成立中央氫經(jīng)濟社會發(fā)展委員會，國家發(fā)展改革委作為中央氫經(jīng)濟社會發(fā)展委員會辦公室，在此基礎上成立專門的氫能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展領導小組，加強氫經(jīng)濟社會發(fā)展工作的歸口管理，實現(xiàn)國家有限資源的系統(tǒng)集成和效益最大化。
(三)加快氫技術研發(fā)突破
1. 建立國內(nèi)外氫技術聯(lián)盟
借鑒奔馳、寶馬、豐田、本田等著名車企聯(lián)合成立的氫能委員會，聯(lián)合國內(nèi)外力量，實現(xiàn)優(yōu)勢互補，早日共同突破技術瓶頸和整體集成提升技術水平。
2. 建立國內(nèi)氫區(qū)域發(fā)展聯(lián)盟
發(fā)揮長三角G60高速公路創(chuàng)新走廊已成立長三角新能源汽車發(fā)展聯(lián)盟優(yōu)勢，對接產(chǎn)業(yè)資源、智力資本等要素，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈、價值鏈、創(chuàng)新鏈、供應鏈等各鏈條合作，打造世界級先進制造業(yè)產(chǎn)業(yè)集群，提高產(chǎn)業(yè)整體國際競爭力，推動新能源汽車一體化發(fā)展和跨越式發(fā)展。
3. 構建我國氫經(jīng)濟聯(lián)盟
氫能汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展涉及跨界技術的協(xié)同，涉及產(chǎn)業(yè)鏈重建，涵蓋制氫、儲運、加氫、燃料電池及整車、零部件、固定發(fā)電等下游應用，對相關產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟發(fā)展有巨大帶動性。因此，氫能源經(jīng)濟的發(fā)展是一個巨系統(tǒng)，需要產(chǎn)業(yè)政策、競爭政策、基礎設施、商業(yè)模式以及技術標準、政策法規(guī)等諸多領域的密切配合，以及官、產(chǎn)、學、研齊心協(xié)力?？山梃b發(fā)達經(jīng)濟體的經(jīng)驗，讓地方政府的交通主管部門積極參與，并吸納華為、中興、中國移動、中國電信、中國聯(lián)通、中車集團等通訊和交通企業(yè)加入，積極探索構建中國特色氫經(jīng)濟社會發(fā)展聯(lián)盟，推動氫經(jīng)濟社會的市場化發(fā)展?；I建國家氫能和燃料電池技術創(chuàng)新中心，專注于氫能基礎理論研究、關鍵技術、設備研發(fā)、標準制定、交流合作，策劃氫能與燃料電池國家重大專項，推動氫能源、氫燃料電池、氫能源汽車等領域的專業(yè)化發(fā)展和系統(tǒng)集成。同時，成立商學協(xié)會等氫產(chǎn)業(yè)市場化中介組織，做好政策宣傳、推動消費和信息共享，搭建技術聯(lián)合攻關平臺，探索氫能和燃料電池產(chǎn)業(yè)商業(yè)推廣模式。
4. 建立氫全產(chǎn)業(yè)鏈技術體系
加快建立涵蓋制氫、儲氫、加氫、氫燃料電池、氫能源燃料電池汽車等關鍵環(huán)節(jié)的全產(chǎn)業(yè)鏈。
一是研發(fā)大規(guī)模制氫的穩(wěn)定途徑。第一，推動中石化、中石油等綜合能源公司加快發(fā)展集中式化石能源制氫技術，同時加強對碳捕捉和封存技術的研究，防止二氧化碳污染和一氧化碳中毒。第二，大力發(fā)展可再生能源制氫技術，充分利用生物質能、太陽能、風能、地熱能等可再生能源。第三，探索利用核能水解技術，實現(xiàn)水制氫產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化。
二是研發(fā)高效安全的儲氫設備。我國儲氫技術目前停留在物理法領域，因而經(jīng)濟性和安全性不足。未來應該加快轉向化學方法儲氫，即利用金屬氫化物、無機物及有機液態(tài)氫化物儲氫，真正解決儲氫率低、充氫速度慢、放氫溫度高的問題，實現(xiàn)儲存、運輸、加注的安全性、經(jīng)濟性和高效性。
三是研發(fā)成熟高效的氫燃料電池技術。重點發(fā)展電催化劑技術、無鉑催化劑技術、大功率質子交換膜燃料電池技術、先進膜電極組件技術、中低溫固體氧化物燃料電池技術、基于氫燃料電池的系統(tǒng)集成技術等高新技術，積極探索再生式燃料電池、生物燃料電池等的研發(fā)。
四是研發(fā)安全可控的氫運輸工具?？煽紤]走“先商用車再乘用車”的技術路線，優(yōu)先發(fā)展長續(xù)航歷程的物流車、重載礦用卡車、客車、公交車，進而發(fā)展船舶、航天、航空等領域的運載器械，然后再大力發(fā)展私家車，逐步促進氫能源汽車產(chǎn)業(yè)的應用和發(fā)展。
五是研發(fā)安全高效的氫基礎設施。在加氫站方面，降低加氫站建設成本，同時提高安全性?？煽紤]將部分油氣站改造成加氫站，鼓勵石化企業(yè)進行加油加氫混合改造。在氫氣運輸方面，在國家成立獨立的油氣管道公司的背景下，利用已有的天然氣和石油管道優(yōu)勢，建立專有的氫氣長距離、大規(guī)模輸送管線。在市場培育方面，基于氫能和燃料電池的成熟技術， 通過商業(yè)示范、試點等工程，逐步推動氫能和燃料電池技術的商業(yè)化。同時， 加大宣傳普及力度，促進公眾對氫能安全可靠、綠色低碳等優(yōu)勢的了解和認知。
六是研發(fā)長遠可靠的氫環(huán)保和安全技術。氫能本身綠色環(huán)保無毒無碳，但是在大規(guī)模石化燃料制氫過程中，以及氫氣儲運和氫燃料電池使用過程中，如果封存技術不當，仍會因為二氧化碳泄漏產(chǎn)生溫室效應乃至遇火爆炸及破壞臭氧層等問題。因此，要加強與氫安全相關的氫檢測傳感器技術、潛在事故情景處理技術等的研究。
(四)加大政策支持力度
1. 加大氫能源汽車產(chǎn)業(yè)財稅支持力度。根據(jù)實際情況，對整個產(chǎn)業(yè)鏈進行合理補貼，在技術研發(fā)、標準制定、購置稅、加氫站等相關方面進行適當支持。
2. 建立氫產(chǎn)業(yè)基金。建立國家氫能源產(chǎn)業(yè)投資基金，中央政府和地方政府領投，吸引大企業(yè)和慈善家參與，確保企業(yè)擁有足夠用于產(chǎn)業(yè)研發(fā)、創(chuàng)新、生產(chǎn)的資金保障。
3. 完善氫金融制度。銀行方面，建立靈活優(yōu)惠的貸款機制;股市方面，以科創(chuàng)版引領帶動其發(fā)展;債市方面，支持涉氫企業(yè)發(fā)債?？傊ㄟ^政策性支持，積極推動氫能和燃料電池技術的產(chǎn)業(yè)化和市場化，形成具有國際競爭優(yōu)勢的戰(zhàn)略布局，促進氫能源產(chǎn)業(yè)上下游產(chǎn)業(yè)鏈全面發(fā)展。
4. 制定氫重大專項解決機制。建議設立國家重大專項來解決產(chǎn)業(yè)鏈中的重大技術裝備和工程問題，如液態(tài)儲罐70兆帕儲罐的氫氣管網(wǎng)和大規(guī)模制氫的技術等。
5. 實施氫節(jié)能減排。一方面，優(yōu)先考慮發(fā)展氫能重型卡車(氫能商用物流車)，加快減少碳排放步伐;另一方面，充分利用廢棄電力，降低制氫成本和提高能源存儲規(guī)模。
6. 優(yōu)化氫企業(yè)集群。大力支持國企、民企、外企主動融入氫能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展和布局，促進這些企業(yè)建立涉氫業(yè)務協(xié)同創(chuàng)新機制。引導中石油、中石化、中海油、中化集團等巨型綜合能源企業(yè)建立市場化產(chǎn)業(yè)基金，支持各類科研院所進行科技研發(fā)，培育更多具有擔當精神的民族企業(yè)，建立聯(lián)盟創(chuàng)新、聯(lián)合攻關、共商共建共享供應的科技體制。
7. 加大培育氫基礎學科人才。積極創(chuàng)立我國氫基礎學科，培育氫基礎學科人才，為氫能源汽車產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈、供應鏈、價值鏈提供人才儲備和供應。
