氫能產(chǎn)業(yè)鏈主要包括：氫的制取、儲(chǔ)存、運(yùn)輸和應(yīng)用等環(huán)節(jié)。氫既可廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)領(lǐng)域，又可應(yīng)用于新興的氫能車輛(包括乘用車、商用車、物流車、叉車、軌道車等)以及氫能發(fā)電(包括熱電聯(lián)供分布式發(fā)電、發(fā)電儲(chǔ)能、備用電源等)。為加快發(fā)展中國(guó)的氫能產(chǎn)業(yè)，依據(jù)目前的資源條件和能源產(chǎn)業(yè)狀況，應(yīng)在加強(qiáng)氫安全的基礎(chǔ)上，積極推行氫源多元化及氫能多元化和規(guī)模化應(yīng)用。

我國(guó)近年來每年純度99%以上氫氣的使用量約700億立方米(約600萬噸)，年產(chǎn)值1200億元人民幣以上。目前國(guó)內(nèi)發(fā)展氫能的生產(chǎn)方式，主要有煤制氫、天然氣制氫和工業(yè)副產(chǎn)氫，其中工業(yè)副產(chǎn)氫追溯其上游一次能源主要還是煤和天然氣。因此，目前國(guó)內(nèi)氫能生產(chǎn)主要還是依靠化石能源，而電解水制氫僅占比2%—4%，占比較為有限。對(duì)于氫能的消費(fèi)，國(guó)內(nèi)大約90%或更多純度99%左右的氫氣都用于煉化產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的加氫，以及合成氨、合成甲醇、石油煉化等化工領(lǐng)域，僅有2%—4%的氫氣作為工業(yè)氣體用于冶金、鋼鐵、電子、建材、精細(xì)化工等行業(yè)的還原氣、保護(hù)氣、反應(yīng)氣等，而在燃料電池汽車領(lǐng)域氫能的利用更少。總體看，目前我國(guó)具備一定的氫工業(yè)基礎(chǔ)，但是仍然還是以工業(yè)原料為主。氫作為能源消費(fèi)的市場(chǎng)規(guī)模依然較小。

在氫能和燃料電池發(fā)展方面，我國(guó)也一直不落后。2016年10月，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化研究院資源與環(huán)境分院和中國(guó)電器工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的《中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展藍(lán)皮書(2016)》首次提出了我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展路線圖(表1)。對(duì)我國(guó)中長(zhǎng)期加氫站和燃料電池車輛發(fā)展目標(biāo)進(jìn)行了規(guī)劃。《中國(guó)制造2025》明確提出燃料電池汽車發(fā)展規(guī)劃，更是將發(fā)展氫燃料電池提升到了戰(zhàn)略高度。目前不論是國(guó)內(nèi)的氫能技術(shù)，還是氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，雖然都具有一定的戰(zhàn)略規(guī)模，但是與國(guó)際最先進(jìn)水平還有一定的差距。

國(guó)內(nèi)燃料電池產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀及問題

在我國(guó)中東部沿海經(jīng)濟(jì)、技術(shù)實(shí)力較強(qiáng)的珠三角、長(zhǎng)三角和北京等地區(qū)，聚集了我國(guó)燃料電池發(fā)展的主要企業(yè)。并且，近2年燃料電池投資熱度升溫，由幾年前的數(shù)家發(fā)展到現(xiàn)在的近千家燃料電池企業(yè)。與國(guó)外豐田、現(xiàn)代等燃料電池生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展路線不同，中國(guó)氫燃料電池汽車企業(yè)主要分布在商用車領(lǐng)域——?dú)淙剂想姵厣逃密囈褜?shí)現(xiàn)量產(chǎn)。氫燃料電池乘用車還處于示范運(yùn)行階段，其中上汽集團(tuán)對(duì)燃料電池乘用車投入力度最大，2017年發(fā)布國(guó)內(nèi)第一款商業(yè)化燃料電池輕型客車——大通V80。燃料電池叉車方面，我國(guó)已有東莞氫宇等企業(yè)布局，隨著氫能市場(chǎng)不斷成熟，我國(guó)叉車市場(chǎng)會(huì)是燃料電池另一個(gè)巨大的應(yīng)用場(chǎng)景。

加氫站方面，目前我國(guó)已形成了一批從加氫站設(shè)計(jì)到運(yùn)營(yíng)的企業(yè)，這些企業(yè)主要集中在北上廣地區(qū)。目前我國(guó)制氫、儲(chǔ)氫、加氫等環(huán)節(jié)的關(guān)鍵核心設(shè)備，還不能全部“國(guó)產(chǎn)化”，成本難降。我國(guó)建成可運(yùn)行加氫站12個(gè)，在建19個(gè)，典型代表北京永豐加氫站和上海安亭加氫站均從國(guó)外引進(jìn)核心設(shè)備和技術(shù)咨詢服務(wù)。我國(guó)示范性加氫站及燃料電池客車車載供氫系統(tǒng)尚處于35兆帕壓力技術(shù)水平。為與客車配套，現(xiàn)有加氫站采用45兆帕隔膜式壓縮機(jī)、45兆帕儲(chǔ)氫罐和35兆帕氫氣加注機(jī)等設(shè)備，壓力標(biāo)準(zhǔn)提升還有待未來70兆帕燃料電池汽車普及。

國(guó)內(nèi)燃料電池技術(shù)現(xiàn)狀及問題

在系統(tǒng)方面，國(guó)內(nèi)燃料電池開發(fā)以車用質(zhì)子交換膜燃料電池為主，已經(jīng)具有系統(tǒng)自主開發(fā)能力且生產(chǎn)能力較強(qiáng)。以新源動(dòng)力、億華通、氟爾賽、重塑科技和國(guó)鴻重塑為代表的企業(yè)，具備年產(chǎn)萬臺(tái)燃料電池系統(tǒng)的批量生產(chǎn)能力。然而在燃料電池系統(tǒng)關(guān)鍵零部件方面，中國(guó)與國(guó)際先進(jìn)水平差距較大，基本沒有成熟產(chǎn)品。

在電堆方面，國(guó)內(nèi)燃料電池電堆正在逐漸起步，電堆及產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)數(shù)量逐漸增長(zhǎng)，產(chǎn)能量級(jí)提升，到2018年國(guó)內(nèi)電堆產(chǎn)能超過40萬千瓦。目前，國(guó)內(nèi)電堆廠商主要有兩類：①自主研發(fā)，以新源動(dòng)力、神力科技和明天氫能為代表；②引進(jìn)國(guó)外成熟電堆技術(shù)，以廣東國(guó)鴻為代表，其余企業(yè)有濰柴動(dòng)力、南通百應(yīng)等。

在雙極板方面，由于機(jī)加工石墨板成本高，復(fù)合材料雙極板近年來開始走向應(yīng)用，如石墨/樹脂復(fù)合材料、膨脹石墨/樹脂復(fù)合材料、不銹鋼/石墨復(fù)合材料等。國(guó)內(nèi)新源動(dòng)力開發(fā)的不銹鋼/石墨復(fù)合雙極板電堆已經(jīng)應(yīng)用于上汽大通V80輕型客車上。廣東國(guó)鴻引進(jìn)加拿大Ballard公司膨脹石墨/樹脂復(fù)合雙極板生產(chǎn)技術(shù)，生產(chǎn)電堆已經(jīng)裝備數(shù)百輛燃料電池車。乘用車燃料電池具有高能量密度需求，金屬雙極板相較于石墨及復(fù)合雙極板具有明顯優(yōu)勢(shì)。金屬雙極板的設(shè)計(jì)及加工技術(shù)主要掌握在國(guó)外企業(yè)，國(guó)內(nèi)企業(yè)尚處于小規(guī)模開發(fā)階段，但是明天氫能科技公司正在建設(shè)年產(chǎn)萬臺(tái)級(jí)自動(dòng)化生產(chǎn)線。

在膜電極方面，以新源動(dòng)力、武漢理工新能源為代表，初步具備了不同程度的生產(chǎn)線，年產(chǎn)能在數(shù)千平方米到萬平方米，但還需要開發(fā)以狹縫涂布為代表的大批量生產(chǎn)技術(shù)。市場(chǎng)上主要生產(chǎn)全氟磺酸膜的企業(yè)主要來自于美國(guó)、日本、加拿大及中國(guó)。我國(guó)已具備質(zhì)子交換膜國(guó)產(chǎn)化能力，山東東岳集團(tuán)質(zhì)子交換膜性能出色，具備規(guī)模化生產(chǎn)能力。目前，東岳DF260膜厚度可做到15μm，在OCV情況下耐久性大于600小時(shí)。

在催化劑方面，海外企業(yè)領(lǐng)先，國(guó)內(nèi)正起步。國(guó)內(nèi)尚處于研究階段的單位有兩類：①國(guó)內(nèi)企業(yè)，如貴研鉑業(yè)。貴研鉑業(yè)主營(yíng)汽車尾氣鉑催化劑，和上汽共同研發(fā)燃料電池催化劑。②研究機(jī)構(gòu)，如中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所、上海交通大學(xué)、清華大學(xué)等。例如，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所制備的Pt3Pd/C合金催化劑，已應(yīng)用于新源動(dòng)力生產(chǎn)的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)。

在碳紙產(chǎn)品方面，主要由日本Toray公司等幾個(gè)國(guó)際大生產(chǎn)商壟斷，國(guó)內(nèi)碳紙產(chǎn)品尚處于研發(fā)及小規(guī)模生產(chǎn)階段。

在系統(tǒng)部件方面，氫氣循環(huán)泵主要依賴進(jìn)口，空壓機(jī)還沒有能夠大批量生產(chǎn)，缺少低功耗高速無油空壓機(jī)產(chǎn)品。

總而言之，我國(guó)在整車、系統(tǒng)和電堆方面均已有所布局，但零部件方面的相關(guān)企業(yè)仍較少，特別是最基本的關(guān)鍵材料和部件，如質(zhì)子交換膜、碳紙、催化劑、空壓機(jī)、氫氣循環(huán)泵等；國(guó)內(nèi)雖有相關(guān)企業(yè)開始介入，但與國(guó)際先進(jìn)產(chǎn)品相比，可靠性和耐久性仍存在較大差距，大部分關(guān)鍵零部件及關(guān)鍵材料仍依賴進(jìn)口。

關(guān)鍵材料與核心部件缺少批量生產(chǎn)技術(shù)

近年來，我國(guó)氫能燃料電池技術(shù)整體上取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，但關(guān)鍵材料、核心部件的批量生產(chǎn)技術(shù)尚未形成，催化劑、隔膜、碳紙、空壓機(jī)、氫氣循環(huán)泵等仍主要依靠進(jìn)口，這嚴(yán)重制約了我國(guó)氫能燃料電池產(chǎn)業(yè)的自主可控發(fā)展。應(yīng)當(dāng)看到，我國(guó)在高活性催化劑、高強(qiáng)度高質(zhì)子電導(dǎo)率復(fù)合膜、碳紙、低鉑電極、高功率密度雙極板等方面的技術(shù)水平目前已經(jīng)達(dá)到甚至超過了國(guó)外的商業(yè)化產(chǎn)品，但多停留于實(shí)驗(yàn)室和樣品階段，還沒有形成大批量生產(chǎn)技術(shù)。因此，亟待加強(qiáng)上述關(guān)鍵材料核心部件的技術(shù)轉(zhuǎn)化，加快形成具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的批量制備技術(shù)和建立產(chǎn)品生產(chǎn)線，全面實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵材料核心部件的國(guó)產(chǎn)化與批量生產(chǎn)。同時(shí)，進(jìn)一步提高電堆比功率，降低電堆鉑用量，才能大幅降低燃料電池產(chǎn)品的成本。

電堆和系統(tǒng)可靠性與耐久性有待提高

目前，我國(guó)燃料電池堆和系統(tǒng)可靠性與耐久性等與國(guó)際先進(jìn)水平仍存在差距，在全工況下的可靠性與耐久性有待提高。燃料電池系統(tǒng)可靠性與壽命不完全由電堆決定，還依賴于系統(tǒng)配套，包括燃料供給、氧化劑供給、水熱管理和電控等。因此，需加強(qiáng)燃料電池系統(tǒng)整體的過程機(jī)理及控制策略研究。這方面我國(guó)已取得一定的成果，如中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所采用“電-電”混合的基礎(chǔ)上，還采用限電位控制、膜電極在線水監(jiān)測(cè)、氫側(cè)循環(huán)等控制策略和技術(shù)方法，有效提升了燃料電池系統(tǒng)的壽命和耐久性。因此，應(yīng)在已有基礎(chǔ)上，進(jìn)一步加強(qiáng)車載工況、低溫、雜質(zhì)等實(shí)際運(yùn)行環(huán)境下的衰減機(jī)理與環(huán)境適應(yīng)性研究，大幅提升燃料電池產(chǎn)品的可靠性與耐久性。

加氫站建設(shè)成本高、加氫費(fèi)用高

目前，加氫站建設(shè)成本高，氫氣運(yùn)輸成本較高，造成加氫費(fèi)用高，同時(shí)加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施不完善，直接制約了氫燃料電池汽車的發(fā)展、商業(yè)化示范運(yùn)行和大規(guī)模應(yīng)用。加快加氫站建設(shè)，建立其建設(shè)審批程序和運(yùn)營(yíng)監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)成為當(dāng)務(wù)之急。通過加強(qiáng)加氫站關(guān)鍵材料、核心部件及技術(shù)國(guó)產(chǎn)化，進(jìn)一步降低加氫站建設(shè)成本。通過發(fā)展氫儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)，如液氫儲(chǔ)運(yùn)、氫的管道運(yùn)輸以及新型儲(chǔ)氫材料如有機(jī)液體儲(chǔ)氫等，降低氫氣儲(chǔ)運(yùn)成本。在此基礎(chǔ)上，通過選擇有廉價(jià)氫源的地區(qū)先行開展氫燃料電池汽車的商業(yè)化運(yùn)營(yíng)，將有效地促進(jìn)加氫站技術(shù)的提升和逐步降低氫氣使用成本，進(jìn)而通過技術(shù)提升、市場(chǎng)輻射，帶動(dòng)我國(guó)氫能燃料電池產(chǎn)業(yè)的整體技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。此外，對(duì)于暫時(shí)無加氫站或邊遠(yuǎn)地區(qū)不宜建加氫站的情況，車載甲醇制氫的燃料電池車具有一定優(yōu)勢(shì)，可以進(jìn)行示范。同時(shí)，也應(yīng)布點(diǎn)發(fā)展汽柴油車載制氫技術(shù)，為發(fā)展特種應(yīng)用的燃料電池車奠定基礎(chǔ)。

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)體系不健全、不完善

目前氫能燃料電池方面的標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)不能滿足產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的需求，表現(xiàn)在支撐行業(yè)發(fā)展的氫制備、儲(chǔ)運(yùn)、加注及實(shí)際工況下氫燃料電池從部件到系統(tǒng)的評(píng)價(jià)檢測(cè)體系等仍不健全，使得產(chǎn)業(yè)全鏈條下的產(chǎn)品推廣受到嚴(yán)重的制約和限制。亟待完善氫能燃料電池技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，建立完整的材料、部件、系統(tǒng)的有效檢測(cè)體系，為氫能燃料電池的技術(shù)發(fā)展、產(chǎn)品應(yīng)用提供基礎(chǔ)保障。