燃料電池汽車一直被很多專家認為是新能源汽車的終級解決方案， 原因在於， 燃料電池汽車具有效率高、噪音低、無污染物排出等優點, 是真正意義上的高效、清潔汽車。
最近， 一直較為沉寂的燃料電池汽車忽然“火”了起來， 不僅政府部門強調要大力發展， 不少車企也在這一領域加緊佈局， 圍繞其召開的各種論壇更是接踵而至。 不過， 燃料電池汽車是否真迎來了發展機遇期？它會是清潔能源汽車發展的另一風口嗎？與燃料電池汽車密切相關的各項技術、各個環節是否足以支撐其發展？對於上述這些問題仍需探討。 就此， 本報將從儲能、燃料電池技術、加氫站建設、示範運營等方面進行系列調查和報導。
在純電動汽車產銷量上， 我國排名世界第一， 但被認為是新能源汽車終極方向的燃料電池汽車推廣卻甚是緩慢。
■氫能供給不再是難題
“目前我國有充足的廉價氫燃料供給。 ”中國工程院院士、中國科學院大連化學物理研究所研究員衣寶廉近日指出， 我國工業副產氫的年產量可供幾百萬輛氫燃料電池汽車使用。
目前， 氫氣的來源非常廣泛， 歸結起來， 主要有化工尾氣回收、天然氣制氫、煤制氫、甲醇制氫和電解水制氫等幾種方式。 “燃料電池汽車興起之後， 人們不斷探索多種制氫方式。 ”北京低碳清潔能源研究所氫能研發部經理何廣利告訴記者。
不過， 記者同時瞭解到， 理論上， 氫能儲備非常充足， 但從幾種主要的制氫方式來看， 技術仍不完善， 氫能供給體系也不穩定。 何廣利告訴記者， 分析幾種制氫方法， 從工藝成熟度及成本來說， 各有其優劣勢， 但綜合來看， 傳統的煤制氫仍是現階段主流方式。
舉例來說，
化工制氫的局限性引導科研人員把目光瞄向新的制氫方法， 這其中就包括甲醇制氫。 近年來， 甲醇制氫的被重視促使甲醇燃料電池汽車在部分領域得以推廣。 不過，
相對而言， 電解水制氫更受歡迎， 因為我國棄水、棄風、棄光資源非常豐富， 也因此， 電解水制氫在燃料電池發展中被認為是最有前途的制氫方法。 據瞭解， 通過電解水獲得的氫氣純度高達99.999%， 不需要再次提純， 可以直接供應燃料電池汽車使用。
不過， 目前電解水制氫的技術還有待提高， 成本較高， 還難以大規模運用。 何廣利說：“制取一立方米氫氣大約需要4.8~5度電， 即便用穀電制氫， 最終成本也在3元/立方米左右。 ”張強告訴《中國汽車報》記者， 電解水制氫還有一個問題不能忽視， 隨著時間推移，電解池的電阻會升高，電解氫的耗電量會增加，導致成本再次上升。
“目前來看，受技術所限，化工尾氣回收、電解水制氫等方式都無法實現大規模工業化生產，無法滿足燃料電池汽車的需求。天然氣制氫可以實現大規模工業化生產，但天然氣價格波動劇烈，對企業制氫有較大影響。”何廣利說，“煤制氫仍是當下主流制氫方式。煤制氫的工藝成熟，成本也最低，大約為1.1元/立方米。”
總體來看，目前制氫途徑並不少，能源供給也足以推動燃料電池汽車的發展。但從工藝和成本上看，我國氫能供給體系不完善，氫能供給技術體系也還沒有形成。為此，有專家提議，我國需加快制定氫能供給技術研發支援計畫，堅持企業作為創新主體，多種技術路線共同發展。
■儲存和運輸是一大難題
與氫氣的供給相比，儲存和運輸問題更為嚴重。衣寶廉認為，產氫與用氫不在同一地方，將廉價的副產氫和棄風等電解水制氫的氫儲存和運輸到用氫地點——加氫站，是燃料電池車大規模示範的關鍵環節。目前，我國氫氣儲存和運輸技術仍不足，存儲和運輸企業較少，氫氣製備及加注企業的產業化水準低。
從技術角度看，目前工業上主要採用-253℃下的液態氫，或700個大氣壓以上高壓氫氣進行氫能源的存儲和運輸。對於液態氫來說，由於氫氣的熔點很低，實現氫氣的液態化很難，從經濟角度看，儲存和運輸液態氫並不划算。另外，液態氫會“吸收”金屬容器生成氫化物，降低氫氣的純度。近年來，科研人員發明了化學儲氫方法，即讓氫氣存儲於化學物質中，或者與某種物質進行化學反應，需要使用時通過加熱或者利用隔膜提取出來。
不過，現有技術成本高且存在安全隱患，是氫能源利用技術中的一個關鍵瓶頸。何廣利說，上述兩種儲存與運輸方法都有一定的局限性，目前，氫氣儲存與運輸還是主要採用700個大氣壓以上加壓的方法，但即便加壓，容器中氫氣重量也非常有限。據介紹，一輛載重35噸的氫氣運輸車，其容器中氫氣的重量只有幾百公斤。
另外，為了保證氫氣運輸安全，壓力容器必須很牢固，因此，容器重量遠超過氫氣重量。“為了保證氫氣運輸安全，我國規定運輸氫氣的壓力並不太大，壓力低儲存量就少。綜合起來，氫氣儲存和運輸成本約為9元/立方米，遠超過制氫成本。”何廣利說。
電解水制氫運輸和儲存難度更大。貢力說：“利用風能和光能電解水制氫實現了能源的迴圈利用。但是，我國風電場、光電場大多數在西北地方，儲存與運輸的問題更為嚴重。”
除此之外，由於技術所限，我國目前存儲和運輸企業還很少，遠沒有形成產業化規模。有專家表示，我國需要加快培育氫氣存儲和運輸企業，實現從制氫到儲存、運輸整個產業鏈的協同發展。
■技術與國外差距明顯
“從制氫技術來看，我國與日本、美國沒有太大差距。”何廣利說，但在儲氫與運輸技術上仍有一定差距。
以儲氫技術為例，容器壓力的大小決定容量的大小，壓力越大，存儲量也就越大。目前，我國普遍採用35兆帕壓力標準，而日本、美國則採用70兆帕壓力標準。何廣利說，我國目前也在研究70兆帕壓力標準。
另外，從存放裝置來說，目前日本、美國普遍採用四型瓶裝載氫氣。四型儲氫瓶具有重量輕、迴圈壽命長、成本低等優點，但缺點是氣密性較差。我國曾經在CNG公車上使用過四型儲氣瓶，但發生過洩漏事故，而後被禁止使用。此後，我國CNG以及燃料電池汽車都改用三型儲氣瓶，三型儲氣瓶雖不易洩漏，但卻較重，迴圈壽命短，成本也較高。“四型儲氣瓶被禁止使用後，國內企業在這方面的研究幾乎是空白。”何廣利說，“近年來，國內企業又逐漸認識到四型瓶的優勢，也在加強這方面研究。”
總之，我國在氫能的存儲和運輸上與國外差距還比較明顯，但存儲和運輸恰恰是制約燃料電池汽車發展的基礎和關鍵環節。對此，有專家指出，推動燃料電池汽車的發展，保障燃料電池汽車所需的氫能供給，我國需要加強頂層設計，制定國家氫能產業發展指導意見。在此基礎上，完善氫能技術研發、產業化及示範應用等支持政策措施，從而形成有力的支持政策體系。
隨著時間推移，電解池的電阻會升高，電解氫的耗電量會增加，導致成本再次上升。
“目前來看，受技術所限，化工尾氣回收、電解水制氫等方式都無法實現大規模工業化生產，無法滿足燃料電池汽車的需求。天然氣制氫可以實現大規模工業化生產，但天然氣價格波動劇烈，對企業制氫有較大影響。”何廣利說，“煤制氫仍是當下主流制氫方式。煤制氫的工藝成熟，成本也最低，大約為1.1元/立方米。”
總體來看，目前制氫途徑並不少，能源供給也足以推動燃料電池汽車的發展。但從工藝和成本上看，我國氫能供給體系不完善，氫能供給技術體系也還沒有形成。為此，有專家提議，我國需加快制定氫能供給技術研發支援計畫，堅持企業作為創新主體，多種技術路線共同發展。
■儲存和運輸是一大難題
與氫氣的供給相比，儲存和運輸問題更為嚴重。衣寶廉認為，產氫與用氫不在同一地方，將廉價的副產氫和棄風等電解水制氫的氫儲存和運輸到用氫地點——加氫站，是燃料電池車大規模示範的關鍵環節。目前，我國氫氣儲存和運輸技術仍不足，存儲和運輸企業較少，氫氣製備及加注企業的產業化水準低。
從技術角度看，目前工業上主要採用-253℃下的液態氫，或700個大氣壓以上高壓氫氣進行氫能源的存儲和運輸。對於液態氫來說，由於氫氣的熔點很低，實現氫氣的液態化很難，從經濟角度看，儲存和運輸液態氫並不划算。另外，液態氫會“吸收”金屬容器生成氫化物，降低氫氣的純度。近年來，科研人員發明了化學儲氫方法，即讓氫氣存儲於化學物質中，或者與某種物質進行化學反應，需要使用時通過加熱或者利用隔膜提取出來。
不過，現有技術成本高且存在安全隱患，是氫能源利用技術中的一個關鍵瓶頸。何廣利說，上述兩種儲存與運輸方法都有一定的局限性，目前，氫氣儲存與運輸還是主要採用700個大氣壓以上加壓的方法，但即便加壓，容器中氫氣重量也非常有限。據介紹，一輛載重35噸的氫氣運輸車，其容器中氫氣的重量只有幾百公斤。
另外，為了保證氫氣運輸安全，壓力容器必須很牢固，因此，容器重量遠超過氫氣重量。“為了保證氫氣運輸安全，我國規定運輸氫氣的壓力並不太大，壓力低儲存量就少。綜合起來，氫氣儲存和運輸成本約為9元/立方米，遠超過制氫成本。”何廣利說。
電解水制氫運輸和儲存難度更大。貢力說：“利用風能和光能電解水制氫實現了能源的迴圈利用。但是，我國風電場、光電場大多數在西北地方，儲存與運輸的問題更為嚴重。”
除此之外，由於技術所限，我國目前存儲和運輸企業還很少，遠沒有形成產業化規模。有專家表示，我國需要加快培育氫氣存儲和運輸企業，實現從制氫到儲存、運輸整個產業鏈的協同發展。
■技術與國外差距明顯
“從制氫技術來看，我國與日本、美國沒有太大差距。”何廣利說，但在儲氫與運輸技術上仍有一定差距。
以儲氫技術為例，容器壓力的大小決定容量的大小，壓力越大，存儲量也就越大。目前，我國普遍採用35兆帕壓力標準，而日本、美國則採用70兆帕壓力標準。何廣利說，我國目前也在研究70兆帕壓力標準。
另外，從存放裝置來說，目前日本、美國普遍採用四型瓶裝載氫氣。四型儲氫瓶具有重量輕、迴圈壽命長、成本低等優點，但缺點是氣密性較差。我國曾經在CNG公車上使用過四型儲氣瓶，但發生過洩漏事故，而後被禁止使用。此後，我國CNG以及燃料電池汽車都改用三型儲氣瓶，三型儲氣瓶雖不易洩漏，但卻較重，迴圈壽命短，成本也較高。“四型儲氣瓶被禁止使用後，國內企業在這方面的研究幾乎是空白。”何廣利說，“近年來，國內企業又逐漸認識到四型瓶的優勢，也在加強這方面研究。”
總之，我國在氫能的存儲和運輸上與國外差距還比較明顯，但存儲和運輸恰恰是制約燃料電池汽車發展的基礎和關鍵環節。對此，有專家指出，推動燃料電池汽車的發展，保障燃料電池汽車所需的氫能供給，我國需要加強頂層設計，制定國家氫能產業發展指導意見。在此基礎上，完善氫能技術研發、產業化及示範應用等支持政策措施，從而形成有力的支持政策體系。