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    • 從實驗室到商業(yè)化馬拉松
    • 氫燃料電池汽車三重困境與突圍
    • 等風來,還是造風起?
    • 蓋世小結:一場與時間的賽跑
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氫燃料電池汽車,何時等風來?

03/25 11:40
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燃料電池汽車的發(fā)展似乎進入了混沌期。

不久前,國家能源局發(fā)布了《2025年能源工作指導意見》,其中提出“穩(wěn)步推動燃料電池汽車試點應用”。另一則信息也值得咂摸,中國氫燃料電池“第一股”億華通易主,將被中國旭陽集團收入麾下。交易完成后,旭陽集團將成為億華通的控股股東,雙方將實現(xiàn)“雙向整合”。

兩則消息顯得有些意味深長。一方面,從政策層面透露出的風向可以看到,氫燃料電池汽車仍然是國家支持的重要產業(yè)之一。另一方面,“穩(wěn)步”推動兩個字,也似乎在說明政策歸于平穩(wěn),這與我們期待的市場爆發(fā)期,似乎有些出入。再一個方面,奮戰(zhàn)于一線的企業(yè),似乎有了一絲疲態(tài)。

政策支持熱,市場反應慢,是氫燃料電池汽車產業(yè)的普遍現(xiàn)狀。中汽協(xié)數(shù)據顯示,2024年全年,全國燃料電池汽車產銷數(shù)據分別為5548輛和5405輛,同比減少10.4%和12.6%,自2021年起保持的燃料電池汽車全年累計產銷同比增長的態(tài)勢就此中斷。

氫燃料汽車的發(fā)展,在業(yè)界一直存在爭議,支持者認為它零排放,燃燒效率高,能量密度高,擁有廣闊的發(fā)展前景;批評者則認為,氫燃料汽車跟電動車比,能源轉換效率太低,另外燃料在運輸及存儲方面也有很多挑戰(zhàn)。

政策高歌猛進,市場卻反應冷淡,氫燃料電池汽車的癥結究竟在哪里?它能否在未來的能源變革中找到屬于自己的風口?

從實驗室到商業(yè)化馬拉松

氫燃料電池汽車的故事,其實是一部跨越兩個世紀的馬拉松。

1839年,英國科學家威廉·羅伯特·格羅夫(William Robert Grove)確實首次提出了燃料電池的原理,并制造出了世界上第一個燃料電池裝置。

他通過實驗發(fā)現(xiàn),將氫氣和氧氣在鉑電極的作用下反應,可以產生電流和水。這一原理正是氫燃料電池汽車的核心技術基礎,可以說,為氫燃料電池汽車的誕生埋下了種子。

盡管格羅夫的發(fā)現(xiàn)具有劃時代的意義,但當時由于技術條件的限制,燃料電池的效率較低、成本極高,且缺乏實際應用的場景。19世紀的工業(yè)革命主要依賴蒸汽機和內燃機,燃料電池并未得到廣泛應用,因此并未立即引發(fā)交通領域的革命。

在接下來的百年間,燃料電池技術一直停留在實驗室階段,直到20世紀60年代,美國國家航空航天局(NASA)將燃料電池技術應用于太空探索,才讓這一技術重新進入公眾視野。

20世紀90年代,隨著全球對環(huán)境保護的重視以及對可持續(xù)能源的探索,豐田為代表的汽車巨頭開始將目光投向氫燃料電池汽車。1994年,豐田啟動了氫燃料電池汽車的研發(fā)項目,目標是打造一款零排放、高效能的未來交通工具。經過多年的努力,2014年,豐田推出了全球首款量產氫燃料電池汽車——Mirai(未來)。這個名字本身就充滿了希望,象征著氫燃料電池汽車的未來潛力。

與此同時,韓國現(xiàn)代汽車也在氫燃料電池技術上取得了突破。2018年,現(xiàn)代推出了NEXO氫燃料電池汽車,并在2019年實現(xiàn)了銷量突破萬大關,成為氫能車商業(yè)化的重要里程碑。

當然,氫燃料電池汽車的發(fā)展并非一帆風順。就在現(xiàn)代NEXO銷量突破萬輛大關三年之后的2022年,戴姆勒卻因成本和技術難題終止了氫燃料電池卡車計劃。然而,2022年,戴姆勒卻因成本和技術難題終止了氫燃料電池卡車計劃。這一事件讓氫能車的商業(yè)化之路充滿了不確定性。

在全球范圍內,氫能車的發(fā)展呈現(xiàn)出明顯的分化態(tài)勢。一方面,豐田、現(xiàn)代等車企持續(xù)投入,不斷推動氫燃料電池技術的進步;另一方面,特斯拉創(chuàng)始人馬斯克卻將氫能稱為“智商稅”,認為其技術路線并不現(xiàn)實。

縱觀各國對氫燃料電池汽車發(fā)展的態(tài)度,亦是如此。德國從2022年就已建置一條完全由氫能做為動力的火車路線,取代舊有的柴油列車,未來計劃擴大行駛路線至法國及意大利。法國與現(xiàn)代、豐田汽車合作推出氫能計程車計劃,目前已有超過600臺氫能計程車投入運行。日本及韓國大力發(fā)展氫燃料電池乘用車,豐田與現(xiàn)代每年的銷量占該全球市場逾90%。中國氫燃料電池車投放量已近3萬臺,加氫站保有量逾500座。

“在世界主要的車用市場中,氫燃料電池車產業(yè)已取得初步的成績?!盩rendForce集邦咨詢分析師王昊駿指出,氫燃料電池汽車的應用端主要集中在商用車領域,市場規(guī)模及話題熱度都有限,進而限制了從制氫、運氫及相關零組件的規(guī)模經濟,造成整車成本難以與市場成熟的鋰電池純電車抗衡,售價相對高出許多,影響消費者購買意愿。

在中國,車企也呈現(xiàn)出分化態(tài)勢。上汽、長城等車企選擇了自主研發(fā)氫燃料電池技術。例如,上汽旗下的捷氫科技已經實現(xiàn)了燃料電池核心部件的國產化,并在示范應用中取得了顯著進展。長城汽車自2016年開始研發(fā)氫燃料電池技術,并在2021年推出了“氫檸技術”,實現(xiàn)了氫燃料電池系統(tǒng)的全場景解決方案。

多數(shù)車企則將混合動力技術(包括插電式混合動力和增程式電動車)作為當前的過渡方案。比亞迪、吉利、長安等車企在插電式混合動力(PHEV)和增程式電動車(REEV)領域投入大量資源,推出了多款具有競爭力的車型。這種策略分化,也說明氫燃料電池汽車未來發(fā)展的不確定性。

氫燃料電池汽車三重困境與突圍

氫燃料電池汽車的發(fā)展之路,同樣充滿著挑戰(zhàn)性與不確定性。

在這條賽道上,技術瓶頸、成本難題和基礎設施不足,如同三座大山,橫亙在氫能車的普及之路上。當然,突破的曙光也在不斷閃現(xiàn)。

先看燃料電池的核心——質子交換膜。質子交換膜如同燃料電池的 “心臟瓣膜”,對電池性能起著決定性作用,需具備高質子傳導率、良好化學穩(wěn)定性、機械性能及低氣體滲透率等特性。

現(xiàn)階段,高性能質子交換膜成本高得驚人。據美國能源部(DOE)數(shù)據,截至2025年2月,一些常用質子交換膜,每千瓦功率的膜成本高達300—500美元。并且,長期使用易受化學物質侵蝕。比如,在一些早期投入運營的氫燃料電池公交項目中,使用1—2年后,質子交換膜性能下降明顯,導致燃料電池整體效率降低10%—15%,極大縮短了燃料電池使用壽命。

再談催化劑問題。當前,鉑是氫燃料電池中最常用的催化劑,因其具有高催化活性。然而,鉑資源稀缺、價格高昂。全球鉑儲量有限,據國際鉑業(yè)協(xié)會數(shù)據,按目前開采速度,儲量僅夠維持數(shù)十年。截至2025年初,鉑價高達每盎司1000—1200美元。國內方面,相關研究顯示,我國燃料電池催化劑用量普遍在0.3—0.4克/千瓦,而國外已實現(xiàn)低于0.2克/千瓦,這使得我國燃料電池成本居高不下,嚴重制約產業(yè)發(fā)展。

低溫啟動困難也是一大阻礙。當環(huán)境溫度低于0℃,尤其是在北方寒冷地區(qū),燃料電池內部水結冰,阻礙氫氣與氧氣反應,致使汽車無法正常啟動。據行業(yè)機構的測試,在-20℃環(huán)境下,部分氫燃料電池汽車啟動時間長達10—15分鐘,甚至部分車型無法啟動,這嚴重影響了消費者使用體驗,極大限制了氫燃料電池汽車在寒冷地區(qū)的推廣。

氫氣儲存與運輸技術同樣問題重重。在儲存環(huán)節(jié),高壓氣態(tài)儲氫需將氫氣壓縮至700bar甚至更高壓力,不僅設備成本高,還存在安全風險。

例如,某高壓儲氫罐售價可達數(shù)十萬元,且運輸途中一旦發(fā)生泄漏,后果不堪設想。低溫液態(tài)儲氫雖儲存密度高,但需將氫氣冷卻至-253℃,能耗很大,成本高昂,每噸氫氣液化成本高達2000-3000元。運輸上,建設氫氣運輸管道投資巨大,每公里管道建設成本可達數(shù)百萬元,且維護成本高。若采用車輛運輸,效率低且成本比傳統(tǒng)燃油運輸高出數(shù)倍。

面對這些技術難題,各方積極探索突破路徑。例如,億華通于2024年發(fā)布了全新一代氫燃料電池發(fā)動機YHTG60SS,其功率密度超過500W/kg,并且實現(xiàn)了核心零部件的100%國產化。此外,氫燃料電池中的一項關鍵技術——全氟質子膜,也在東岳集團的努力下取得了突破性進展。

在催化劑研究領域,科學家們全力研發(fā)非鉑催化劑。如部分研究團隊將過渡金屬與碳材料復合,制備出的非鉑催化劑在實驗室環(huán)境下,展現(xiàn)出較高催化活性,雖性能暫無法與鉑催化劑媲美,但已取得階段性成果,為未來大規(guī)模應用帶來希望。

為解決低溫啟動問題,車企紛紛發(fā)力。通用汽車的氫動四號通過改進熱絕緣、水管理及運行策略,可在低于0℃環(huán)境下正常啟動運行。寶馬等車企也在研發(fā)類似技術,計劃在未來2-3年內推出適應低溫環(huán)境的氫燃料電池車型。

在氫氣儲存與運輸方面,創(chuàng)新嘗試不斷涌現(xiàn)。在儲存技術上,金屬氫化物儲氫材料研發(fā)取得進展,可在相對溫和條件下儲存和釋放氫氣,安全性和便利性大幅提升。運輸方面,有企業(yè)提出利用現(xiàn)有天然氣管道進行氫氣混輸方案,經試點改造,部分管道已實現(xiàn)氫氣與天然氣混合輸送,有效降低了運輸成本。

等風來,還是造風起?

根據行業(yè)機構氫能數(shù)據庫車輛上險數(shù)據,截止2024年底,我國共投放了氫燃料電池汽車28247輛。按照我國《氫能產業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021-2035年)》2025年燃料電池汽車“保有量約5萬輛”目標,還差2萬多輛。

那么,按照目標值來進行估算,2025年我國氫燃料電池汽車推廣進度會不會迎來一個新臺階?

從目前的政策導向來看,氫燃料電池汽車的發(fā)展已經有了基本的基調?!?025年能源工作指導意見》,提到要穩(wěn)步推動燃料電池汽車試點應用。這一政策的制定,不僅為燃料電池汽車的發(fā)展提供了一定的指引,也反映出我國對新能源及氫能產業(yè)的探索與布局。

“綜觀通篇約5000多字的《2025年能源工作指導意見》,大部分篇幅還是放在石化燃料及電網的能源安全、儲備及優(yōu)化。”王昊駿表示,氫燃料的項目屬于“壯大新能源產業(yè)新型態(tài)”,主要就是增加能源配置上的彈性。氫燃料還并非主角,而是仍在尋找最佳定位的配角。這也說明,我們在氫燃料電池汽車推廣上,不要急于求成。

從市場層面來看,氫燃料電池汽車的發(fā)展也呈現(xiàn)出明顯的區(qū)域性差異。2024年,我國氫燃料電池汽車的產銷量仍在增長,但整體規(guī)模仍較小。據勢銀(TrendBank)統(tǒng)計,截至目前國內氫車保有量僅完成了2025年目標的56.4%,且2024年銷量下滑,不及預期。行業(yè)內對2025年氫車市場普遍持保守態(tài)度,氫車仍存在系統(tǒng)性問題,尚得不到解決,短期內發(fā)展將持續(xù)低迷。

“相較于2024年,2025年中國的保有量應該會呈現(xiàn)正成長的局面?!蓖蹶或E認為,在全球其他主要市場如歐洲及美國等,或將與2024年持平或衰退,就目前面臨的結構性問題而言,氫燃料電池車短期內難以出現(xiàn)爆炸性成長。

盡管如此,氫燃料電池汽車的市場潛力還是不容小覷。特別是在長途運輸、商用車領域,氫燃料電池汽車因其較長的續(xù)航里程和較短的加氫時間,得到了較為廣泛的關注。隨著技術的不斷進步和政策的持續(xù)支持,氫燃料電池汽車產業(yè)還是有望進入規(guī)模化發(fā)展階段。

蓋世小結:一場與時間的賽跑

清華大學歐陽明高教授指出,氫燃料電池汽車普及需要跨越“成本鴻溝”和“基建設施死亡谷”。當鋰電池車已經占據市場先機,氫燃料電池汽車需要的不僅僅是技術突破,更是一場重構能源生態(tài)的野心。氫燃料電池汽車的未來,或許正如那句詩:“千淘萬漉雖辛苦,吹盡狂沙始到金?!?/p>

只有在困境中不斷探索與突破,氫燃料電池汽車才能真正迎來屬于自己的“風口”。

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