燃料電池具有燃料能量轉(zhuǎn)化率高、噪音低以及零排放等優(yōu)點(diǎn)，從上個(gè)世紀(jì)末以來(lái)便一直受到各國(guó)政府和企業(yè)的關(guān)注，其研發(fā)、示范和商業(yè)化應(yīng)用的資金投入就不斷增加。美國(guó)、歐洲、日本和韓國(guó)等都相繼出臺(tái)支持燃料電池汽車(chē)與氫基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展的政策，如美國(guó)各州主要以財(cái)政補(bǔ)貼方式支持燃料電池汽車(chē)購(gòu)買(mǎi)和租賃；歐洲特別是英國(guó)和德國(guó)投入巨資支持燃料電池汽車(chē)及其基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)；日本制定了燃料電池汽車(chē)和加氫站發(fā)展路線圖：要求到2020年，燃料電池汽車(chē)達(dá)到4萬(wàn)輛，加氫站達(dá)到160座；到2025年，燃料電池汽車(chē)20萬(wàn)輛，加氫站320座；到2030年，燃料電池汽車(chē)80萬(wàn)輛，加氫站900座。韓國(guó)政府宣布，到2020年，要出口14000輛輕型燃料電池汽車(chē)、10000輛燃料電池公共汽車(chē)和出租車(chē)。政府計(jì)劃提高對(duì)燃料電池汽車(chē)的補(bǔ)貼和稅收優(yōu)惠，并打算到2020年投入運(yùn)營(yíng)100座加氫站。
在美國(guó)，燃料電池應(yīng)用研發(fā)與創(chuàng)新，包括燃料電池核心零部件性能和耐久性提升等，一直受到政府鼓勵(lì)。政府也不斷推動(dòng)氫能與燃料電池技術(shù)在交通運(yùn)輸及其他若干領(lǐng)域的發(fā)展。燃料電池在航天和軍事上的優(yōu)勢(shì)已逐步顯現(xiàn)，美國(guó)國(guó)防部和美國(guó)航空航天局也開(kāi)始投資新型燃料電池技術(shù)。此外，國(guó)家實(shí)驗(yàn)室也在著手進(jìn)行可再生能源制氫研究和氫能安全性分析評(píng)估及其相關(guān)培訓(xùn)等活動(dòng)。
國(guó)際汽車(chē)巨頭企業(yè)也紛紛推出面向市場(chǎng)的燃料電池汽車(chē)。現(xiàn)代途勝ix35燃料電池汽車(chē)和豐田Mirai 在2015年已經(jīng)投放市場(chǎng)。2016年，本田的燃料電池汽車(chē)車(chē)型增加到3種。豐田汽車(chē)和現(xiàn)代汽車(chē)在積極研發(fā)下一代燃料電池汽車(chē)。現(xiàn)代汽車(chē)將于2018年3月推出的最新NEXO燃料電池汽車(chē)已經(jīng)在2018年平昌冬奧會(huì)上示范。豐田汽車(chē)則選擇2020年推出新一代燃料電池汽車(chē)。其他全球汽車(chē)制造商包括奧迪、寶馬、戴姆勒、通用、起亞也都開(kāi)發(fā)出燃料電池汽車(chē)概念車(chē)。
2016年是燃料電池發(fā)展和應(yīng)用具有重大意義的一年。2016年燃料電池產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用突破多個(gè)百萬(wàn)大關(guān)：加拿大巴拉德燃料電池客車(chē)運(yùn)行突破1000萬(wàn)公里、美國(guó)普拉格燃料電池叉車(chē)實(shí)現(xiàn)百萬(wàn)次加氫、韓國(guó)現(xiàn)代燃料電池轎車(chē)運(yùn)行里程超過(guò)150萬(wàn)公里。從燃料電池應(yīng)用領(lǐng)域角度分析，燃料電池在交通領(lǐng)域的增長(zhǎng)速度最快，2016年比2015年增長(zhǎng)了幾乎3倍。這些數(shù)字標(biāo)志著燃料電池越來(lái)越接近市場(chǎng)化應(yīng)用階段。
由于燃料電池在商用車(chē)和乘用車(chē)等交通領(lǐng)域應(yīng)用已經(jīng)開(kāi)始發(fā)力，其應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛。美國(guó)Bloom Energy公司給蘋(píng)果、摩根斯丹利和宜家提供燃料電池發(fā)電設(shè)備。目前燃料電池發(fā)電推廣力度最大的國(guó)家是韓國(guó)，他們計(jì)劃在未來(lái)的5年支持兆瓦級(jí)的燃料電池發(fā)電技術(shù)應(yīng)用。國(guó)外已經(jīng)推出燃料電池火車(chē)。阿爾斯通首次展出了Coradia iLint燃料電池火車(chē)得到關(guān)注，并和德國(guó)簽署了60列火車(chē)的意向書(shū)。
可再生能源制氫將得到更多重視。未來(lái)的最環(huán)保低碳要求使得日本在2020 年?yáng)|京奧運(yùn)會(huì)和殘奧會(huì)采用燃料電池汽車(chē)，其氫氣會(huì)通過(guò)風(fēng)能和太陽(yáng)能可再生能源電解水制取。很多國(guó)家都有富裕的可再生能源，通過(guò)電解水制取的氫氣可以現(xiàn)場(chǎng)使用、也可以存儲(chǔ)或者加入天然氣管道里運(yùn)輸（電到氣）。美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、日本、澳大利亞、加拿大、蘇格蘭、泰國(guó)等都在開(kāi)展天然氣管道運(yùn)輸?shù)捻?xiàng)目。瑞典的生物質(zhì)制氫也正在研究中。
與此同時(shí)，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)將呈現(xiàn)網(wǎng)狀布局：2016年，全球投入運(yùn)營(yíng)的加氫站有40多座，其中16座新加氫站位于加州。聯(lián)邦高速公路管理局啟用替代燃料與充電網(wǎng)的模式。該網(wǎng)橫跨35個(gè)州，有55條加氫充電高速公路，44條首批指定的加氫高速公路位于10個(gè)州。全球還公布了160座新加氫站的建設(shè)計(jì)劃。英國(guó)、比利時(shí)、法國(guó)、丹麥、德國(guó)、日本、韓國(guó)、挪威、瑞典、瑞士、拉脫維亞已經(jīng)或正在建設(shè)更多的加氫站。
國(guó)際上燃料電池行業(yè)的資源整合大多采用共建研究聯(lián)盟和國(guó)際合作等方式，例如美國(guó)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室根據(jù)需求成立不同的研究創(chuàng)新聯(lián)盟，美國(guó)政府和國(guó)內(nèi)外企業(yè)就燃料電池系統(tǒng)、應(yīng)用示范、氫基礎(chǔ)設(shè)施和氫安全測(cè)試等建立雙邊、多邊的國(guó)際合作機(jī)構(gòu)和機(jī)制。另外，美國(guó)政府也積極扶持中小企業(yè)發(fā)展，制定了多個(gè)小企業(yè)創(chuàng)新研究計(jì)劃、小企業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)讓計(jì)劃、小企業(yè)憑證試點(diǎn)計(jì)劃。
對(duì)我國(guó)氫能與燃料電池發(fā)展應(yīng)用的借鑒
全球燃料電池在汽車(chē)領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化、市場(chǎng)化加速發(fā)展的新階段。截止到2017年底，全球累計(jì)銷(xiāo)售燃料電池汽車(chē)超過(guò)6000輛。韓國(guó)現(xiàn)代汽車(chē)下個(gè)月即將發(fā)布的全新燃料電池汽車(chē)NEXO在產(chǎn)品性能、自動(dòng)駕駛技術(shù)、可靠性等多個(gè)方面進(jìn)行了全面提升，并且提供與內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)同樣的質(zhì)保。現(xiàn)代汽車(chē)也已經(jīng)在韓國(guó)形成了燃料電池汽車(chē)的完整產(chǎn)業(yè)鏈。日本豐田的Miria燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)商全部是本地化企業(yè)。與此同時(shí)，全球氫能供應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)步伐逐步加快，已經(jīng)建設(shè)運(yùn)營(yíng)270座以上的加氫站。預(yù)計(jì)截止到2020年，全球燃料電池汽車(chē)市場(chǎng)推廣規(guī)模將達(dá)到10萬(wàn)輛，加氫站將超過(guò)1000座。2017年11月13日暨聯(lián)合國(guó)波恩氣候變化會(huì)議（COP23）舉辦之際，國(guó)際氫理事會(huì)18位企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)人齊聚德國(guó)波恩并發(fā)布了題為“氫能源市場(chǎng)未來(lái)愿景報(bào)告”，發(fā)布了氫能源普及和能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型方面的發(fā)展藍(lán)圖，在2050年之前，氫能源將占整個(gè)能源消耗量的大約20%，全年的CO2排放量能夠較現(xiàn)在減少約60億噸。
我國(guó)早在“九五”計(jì)劃時(shí)就開(kāi)展支持燃料電池及其應(yīng)用研發(fā)。目前，燃料電池及燃料電池汽車(chē)技術(shù)水平已經(jīng)有了很大進(jìn)步，但與世界最先進(jìn)的燃料電池技術(shù)相比，我國(guó)在其核心技術(shù)水平方面，如燃料電池可靠性、耐久性、功率密度、整車(chē)?yán)鋯?dòng)溫度等，仍存在較大差距。在我國(guó)，燃料電池產(chǎn)業(yè)培育還剛剛起步，產(chǎn)業(yè)鏈相對(duì)薄弱，產(chǎn)能不足，部分關(guān)鍵部件缺失。燃料電池使用催化劑、質(zhì)子交換膜、炭紙等關(guān)鍵材料的開(kāi)發(fā)多處于實(shí)驗(yàn)室和樣品階段；燃料電池電堆及系統(tǒng)產(chǎn)能仍不夠；高轉(zhuǎn)速高性能的空氣壓縮機(jī)、氫氣循環(huán)泵、70MPa碳纖維纏繞塑料內(nèi)膽氣瓶(Ⅳ型)等核心部件還沒(méi)有成熟技術(shù)及產(chǎn)品供應(yīng)。
從燃料電池在汽車(chē)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用看，我國(guó)尚未形成像豐田、現(xiàn)代和本田等那樣的燃料電池汽車(chē)龍頭企業(yè)和完整的產(chǎn)業(yè)鏈。目前我國(guó)只有上汽、東風(fēng)、宇通、福田等企業(yè)開(kāi)發(fā)出燃料電池汽車(chē)，一汽、長(zhǎng)安、奇瑞等公司正在開(kāi)發(fā)燃料電池原型車(chē)。
我國(guó)連續(xù)多年是世界第一的氫產(chǎn)量大國(guó)，也是全世界可再生能源產(chǎn)能最大的國(guó)家，因此不僅具有豐富的副產(chǎn)氫氣資源，而且還可從清潔的風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、水力發(fā)電等可再生能源中制取氫氣，獲取氫能資源的路徑也多種多樣。
為促進(jìn)燃料電池及燃料電池汽車(chē)的技術(shù)進(jìn)步和商業(yè)化推廣，中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)主動(dòng)發(fā)起成立“國(guó)際氫能燃料電池協(xié)會(huì)”，與聯(lián)合國(guó)、德國(guó)、法國(guó)、韓國(guó)、荷蘭、美國(guó)、日本、加拿大、新加坡、英國(guó)、挪威在內(nèi)的12個(gè)國(guó)家、國(guó)際組織和企業(yè)合作，協(xié)會(huì)的成立有助于推動(dòng)我國(guó)整體燃料電池技術(shù)水平，擴(kuò)大國(guó)際影響力、增大國(guó)際話語(yǔ)權(quán)。
堅(jiān)持政府引導(dǎo)。加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，積極發(fā)揮國(guó)家規(guī)劃引導(dǎo)和政策激勵(lì)作用，鼓勵(lì)地方政府和企業(yè)結(jié)合自身優(yōu)勢(shì)，科學(xué)制定政策和規(guī)劃，逐步形成燃料電池、燃料電池汽車(chē)、氫供給體系的龍頭企業(yè)，并推動(dòng)建設(shè)形成適度超前于燃料電池汽車(chē)發(fā)展的氫能基礎(chǔ)設(shè)施體系和網(wǎng)絡(luò)。
堅(jiān)持市場(chǎng)主導(dǎo)。充分發(fā)揮市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)和資源配置的主體作用，努力營(yíng)造統(tǒng)一、競(jìng)爭(zhēng)、有序的市場(chǎng)環(huán)境，促進(jìn)燃料電池相關(guān)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，另外，發(fā)揮行業(yè)學(xué)會(huì)、協(xié)會(huì)和產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)，建立跨行業(yè)組織協(xié)調(diào)機(jī)制，加強(qiáng)市場(chǎng)協(xié)同作用，促進(jìn)燃料電池關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù)的轉(zhuǎn)化應(yīng)用，逐步推動(dòng)燃料電池技術(shù)及產(chǎn)品在熱電聯(lián)供、軌道交通、航空航天、深海航潛等領(lǐng)域的應(yīng)用和聯(lián)動(dòng)發(fā)展。
