燃料电池汽车发展路线图报告.docx

1、1中 国 燃 料 电 池 汽 车 发 展 路 线 图中 国 汽 车 技 术 研 究 中 心 2目 录1 引言 42 中国燃料电池汽车发展路线图研究 43 国外燃料电池汽车发展概况 83.1 国外政策发展 .83.2 国外燃料电池发展现状 .104 国内燃料电池汽车发展概况 124.1 国内政策发展 .124.2 国内燃料电池发展现状 .134.3 国内燃料电池与氢能的建设成绩 .165 国内外燃料电池汽车技术水平现状与差距对比 215.1 燃料电池轿车 .215.2 燃料电池客车 .225.3 关键材料 .225.4 燃料电池附件系统对标 .235.5 国内燃料电池汽车存在问题 246 燃料电

2、池汽车及产业化发展趋势 .266.1 燃料电池汽车发展趋势 .266.2 产业化发展趋势 276.3 燃料电池产业链发展 .307 产业发展方向的改进措施和建议 .4337.1 政策 437.2 氢能基础设施 .447.3 制氢储氢技术 .457.4 核心专利 .467.5 燃料电池电堆技术 477.6 燃料电池技术领域-关键材料 .487.7 燃料电池系统附件 497.8 燃料电池动力总成 507.9 燃料电池汽车 .517.10 产业 5241 引 言 燃料电池是一种以电化学反应方式将氢气与空 气 （氧气 ） 的化学 能转变为电能的能量转换装置 。 由于不经过高温燃烧过程 ， 唯一的排 放

3、产物是水 ， 没有污染物排放 ； 同时只要能保障氢气的供给 ， 燃料电 池将会持续输出电能。 氢能燃料电池汽车是指以车载氢气为能量源 、 经燃料电池将氢气的化 学能量转化为电能 ， 以电机驱动车辆实现运输功能的汽车 。 不包括以 石 化 燃 料 为 加 注 燃 料 、 以 车 载 装 置 所 制 氢 气 作 为 能 量 源 的 汽 车 。 燃料电池汽车涉及的内容主要包括三部分 ： 燃料电池汽车 、 燃料电池 系统 、 及氢能系统 。 燃料电池汽车部分包括整车与燃料电池系统 ， 燃 料电池系统部分包括燃料电池电堆 、 关键材料与核心部件 ， 氢能系统 部分包括氢气的生产储存与加注、以及车载氢储存

4、系统。2 中 国 燃 料 电 池 汽 车 发 展 路 线 图 研 究 2016 年 10 月 26 日 ， 在 中 国 汽 车 工 程 学 会 年 会 上 ， 国 家 强 国 战 略 咨 询 委 员 会 、 清 华 大 学 教 授 欧 阳 明 高 作 为 代 表 发 布 了 备 受 关 注 的 节 能 与 新 能 源 汽 车 技 术 路 线 图 。 氢燃料电池汽车具有零排放 、 续驶里程长 、 燃料加注快的典型特点 ， 是未来汽车行业发展的重要趋势之一 。 同时 ， 发展氢燃料电池汽 车， 对 改 善 能 源 结 构 ， 发 展 低 碳 交 通 ， 具 有 非 常 显 著 的 意 义 。国外上

5、 ， 欧 、 美 、 日等地区和国家已基本完成性能开发验证， 逐5步 进 入 氢 能 及 燃 料 电 池 产 业 化 阶 段 。 我 国 经 过 多 年 研 究 ， 取 得 了 不 小 进 步 ， 但 在 系 统 比 功 率 、 寿 命 及 成 本 控 制 等 方 面 ， 相 较 国 外 先 进 水 平 仍 有 一 定 差 距 。随着车用燃料电池技术发展方向逐渐明确， 除了燃料电池材料、 电 池 堆 、 系 统 、 整 车 动 力 系 统 以 及 氢 能 基 础 等 各 产 业 链 技 术 的 进 一 步 成 熟 、 性 能 进 一 步 提 升 外 ， 主 要 趋 势 表 现 为 燃 料 电

6、池 的 模 块 化 和 系 列 化 、 氢 燃 料 电 池 汽 车 动 力 系 统 混 合 化 、 车 载 能 源 载 体 氢 气 化 和 来 源 多 样 化 、 氢 燃 料 电 池 汽 车 运 行 规 模 化 等 。 节 能 与 新 能 源 汽 车 技 术 路 线 图 其 中 燃 料 电 池 的 规 划 如 下 ：6氢 燃 料 电 池 汽 车 首 先 实 现 在 特 定 地 区 的 公 共 服 务 用 车 领 域 5000 辆 规 模 示 范 应 用 ； 逐 步 推 广 至 城 市 私 人 用 车 、 公 共 服 务 用 车 等 领 域 的 大 批 量 应 用 ， 达 到 50000 辆 规

7、 模 ； 最 终 ， 在 私 人 乘 用 车 、 大 型 商 用 车 领 域 实 现 百 万 辆 规 模 的 商 业 推 广 。 在 此 过 程 中 ， 进 一 步 提 高 氢 燃 料 电 池 汽 车 低 温 启 动 、 可 靠 耐 久 、 使 用 寿 命 等 性 能 并 降 低 整 车 成 本 ， 逐 步 扩 大 燃 料 电 池 系 统 产 能 ， 完 善 氢 气 供 应 、 运 输 及 加 注 基 础 设 施 建 设， 支 撑 氢 燃 料 电 池 汽 车 的 产 业 化 发 展 。总体技术路线分析7氢燃料电池汽车总体发展路径 ， 通过三个五年的技术研发 、 示范 考 核 和 领 域 推 广

8、 ， 开 展 燃 料 电 池 关 键 材 料 技 术 、 电 池 堆 技 术 、 系 统 集成与控制技术 、 动力系统开发技术以及制氢 、 储氢 、 运氢等基础技 术研究 ， 掌握氢燃料电池汽车的设计与集成技术 ， 完善包括燃料电池 堆及关键材料 、 燃料电池系统及核心部件 、 氢燃料电池汽车及关键零 部件 、 氢能供应基础设施在内的完整的技术链与产业链 ， 实现构建面 向未来的清洁 、 低碳 、 高效氢燃料电池汽车研发和应用体系的整体发 展 目 标 。氢 燃 料 电 池 汽 车 技 术 路 线 以 实 现 氢 燃 料 电 池 汽 车 产 业 化 为 目 标 ， 开 展 燃 料 电 池 系 统

9、 、 燃 料 电 池 堆 及 材 料 、 车 载 储 氢 与 加 氢 站 等 关 键 产 业环节技术与产品攻关 ， 突破核心技术 ， 提高性能并进一步降低成本， 建 立 并 完 善 燃 料 电 池 关 键 技 术 及 产 业 链 ， 使 得 燃 料 电 池 乘 用 车 与 商 用 车 具 有 较 强 市 场 竞 争 力 并 实 现 全 面 产 业 化 。83 国 外 燃 料 电 池 汽 车 发 展 概 况 从 国 外 燃 料 电 池 电 动 汽 车 发 展 现 状 看 ， 全 球 主 要 汽 车 公 司 基 本 完 成 了 燃 料 电 池 电 动 汽 车 的 性 能 研 发 ， 整 车 性 能

10、 已 达 到 传 统 汽 车 水 平 ， 示 范 中 发 现 的 核 心 技 术 问 题 也 已 经 得 到 解 决 。 今 后 的 研 究 重 点 集 中 到 降 低 燃 料 电 池 系 统 成 本 、 规 模 建 设 加 氢 基 础 设 施 和 推 广 商 业 化 示 范 等 方 面 。3. 1 国 外 政 策 发 展 为了加快氢能源的开发和利用 ， 各国家和地区纷纷推出氢能与燃 料电池产业发展政策和规划 ， 从基础科学研究 、 产品补贴 、 基础设施 建 设 、 战 略 联 盟 等 各 个 方 面 对 行 业 的 发 展 进 行 推 动 。表 1 世 界 各 国 氢 能 源 发 展 政

11、策 情 况国 家 / 地 区 政 策 名 称 政 策 内 容 H2USA 计 划 .2013 年 5 月 由 美 国 能 源 部 提 出 ， 涉 及 了 多 个 公 共 和 私 营 部 门 及 氢 能 和 FC 企 业 ， 计 划 共 投 资 25 亿 美 元 ， 其 中 国 家 拨 款 15 亿 美 元 ， 三大 汽 车 公 司 投 资 10 亿 美 元 ， 致 力 于 推 进 美 国 氢 能 基 础 设 施 的 建 设 。将 发 展 氢 能 和 燃 料 电 池 技 术 的 有 关 项 目 及 其 财 政 经 费 授 权 额度 明 确 写 入 ； 2012 年 9 月 再 次 修 订 ， 对

12、 清 能 和 燃 料 电 池 的 补贴 仍 然 持 续 有 效 。 在 发 展 的 第 一 /二 /三 阶 段 ， 5000/4000/3000美 元 /kwh 的 燃 料 电 池 系 统 ， 分 别 实 现 超 过 70%/60%/30%的 效 能 源 政 策 法 .2005 年率转换，即可分别享受 50%/40%/30%的税收抵免。 氢态势计划：综合研究、 制 定 美 国 氢 能 发 展 路 线 图 ， 明 确 提 出 于 2040 年 前 进 入 氢 经 济美 国开 发 和 示 范 计 划 .2004 年 社 会 。英 国 H2 Mobility 计 划 到 2015/25/30 年 之

13、 前 ， 分 别 在 国 内 建 设 65/330/1150 个 加 氢站，并配备建设相应氢气输送管道，基本实现全国覆盖。到 2023 年 将 目 前 在 德 国 的 15 个 加 氢 站 扩 大 到 约 400 个 ， 确保 高 速 公 路 沿 线 每 90km 有 一 个 、 每 个 大 城 市 至 少 有 10 个 加德 国 H2 Mobility 计 划氢 站 。2008-2013 年 ， 欧 盟 将 从 EU 第 七 框 架 计 划 (FP7)中 花 费 相 当37.13 亿 的 人 民 币 支 持 氢 燃 料 电 池 技 术 的 研 发 和 示 范 。 荷 兰 、欧 洲EU 第 七

14、 框 架 计 划 (FP7)瑞 典 、 法 国 、 丹 麦 、 德 国 与 英 国 六 国 达 成 有 关 共 同 开 发 并 推9广 氢 能 源 汽 车 的 协 议 ， 共 同 建 设 一 个 欧 洲 氢 气 设 施 网 络 ， 并 负 责 协 调 能 源 传 输 ； 2013 年 欧 盟 新 增 14 亿 欧 元 继 续 推 广 FCH JU 项 目 ， 同 时 开 展 En-Field 项 目 ， 推 广 家 用 热 电 联 产 燃 料 电 池 产 品 CHP。 氢 能 和 燃 料 电 池 我 们 未 来 的 前 景 .2003 年 6 月阐 述 了 欧 洲 面 临 的 能 源 挑 战

15、及 发 展 氢 能 的 原 因 ， 明 确 提 出 欧 洲 将 于 2050 年 过 渡 到 氢 经 济 ， 制 定 了 欧 洲 实 现 向 氢 经 济 过 渡 的 近 期 (20002010 年 )、 中 期 (20102020 年 )和 长 期 (20202050 年 )3 个 阶 段 及 其 主 要 的 研 发 和 示 范 行 动 计 划 路 线 图 ， 并 提 出 了 相 关 对 策 建 议 。 氢 能 源 白 皮 书 .2014 年 介 绍 了 氢 作 为 能 源 利 用 的 意 义 、 建 设 氢 社 会 的 政 策 动 向 、 制造 、 运 输 、 储 存 、 利 用 等 的 技

16、 术 发 展 以 及 现 在 的 课 题 和 今 后7 月 30 日的 方 向 等 。 氢 燃 料 电 池 车 普 及 促 进 将 氢 燃 料 、 氢 燃 料 电 池 车 相 关 的 国 外 技 术 标 准 引 入 日 本 国 内 ，并 将 其 作 为 国 内 行 业 标 准 ， 从 而 使 日 本 制 造 的 氢 燃 料 电 池 车策 略 .2014 年更 易 于 出 口 海 外 。 新 成 长 战 略 .2014 年 修 在 新 成 长 战 略 中 ， 日 本 政 府 提 出 以 下 目 标 ： 包 括 氢 燃 料电 池 车 在 内 的 下 一 代 环 保 车 市 场 份 额 ， 将 从

17、2013 年 的 约 23%提 升 至 2030 年 的 50% 70%。 同 时 ， 为 氢 燃 料 电 池 车 提 供 补贴 ， 2025 年使其售价与混动车持平，统一标准与国外接轨以订促 进 其 海 外 销 售 等 举 措 被 列 为 重 点 实 施 项 目 。 实 现 氢 社 会 政 策 建 提 出 了 具 体 的 氢 燃 料 电 池 车 普 及 目 标 和 政 策 支 持 措 施 。 例 如 ：每 座 加 氢 站 最 高 补 贴 2 亿 日 元 ； 2017 年 前 免 费 供 应 氢 燃 料 ；2017 年 前 氢 燃 料 电 池 车 免 费 在 高 速 公 路 上 行 驶 ； 到

18、 2020 年 ，使 氢 燃 料 电 池 车 年 销 量 达 到 4 万 辆 ； 到 2030 年 ， 使 氢 燃 料 电池 车 年 销 量 达 到 40 万 辆 ， 累 计 销 售 200 万 辆 ； 到 2025 年 ，使 氢 燃 料 电 池 车 售 价 与 目 前 的 混 合 动 力 车 持 平 （ 即 200 万 日言 .2014 年元 ） ； 2025 年 前 ， 购 买 一 辆 氢 燃 料 电 池 车 补 贴 200 万 日 元 等 。 燃 料 电 池 汽 车 和 加 氢 站 明 确 指 出 2011 年 -2015 年 开 展 燃 料 电 池 汽 车 技 术 验 证 和 市 场2

19、015 年 商 业 化 路 线 日 本图 .2009 年示 范 ， 随 后 进 入 商 业 化 示 范 推 广 前 期 。实 施 “绿 色 氢 城 市 示 范 ” 计 划 在 2012 年 到 2018 年 间 投 入 总 额 达 到 877 亿 韩 元 （ 中 央政 府 出 资 520 亿 韩 元 ， 地 方 政 府 185 亿 韩 元 ， 私 人 投 资 172亿 韩 元 ） 建 设 绿 色 氢 城 市 。 主 要 投 资 内 容 为 氢 气 的 生 产 和 管项 目 .2012理 ， 燃 料 电 池 的 生 产 等 。韩 国 还 公 布 了 一 项 斥 资 380 亿 美 元 的 “绿

20、色 新 政 ”项 目 ， 其中 许 多 计 划 都 与 燃 料 电 池 和 氢 能 项 目 相 关 。 目 的 在 于 ， 到2012 年 在 绿 色 产 业 部 门 增 加 600 万 人 的 就 业 机 会 并 且 获 得 全绿 色 新 政 .2012球 绿 色 技 术 市 场 7%的 份 额 ， 到 2030 年 要 上 升 至 13%。首 尔 计 划 推 广 氢 燃 料 电 力 争 到 2020 年 使 氢 燃 料 电 池 的 使 用 量 占 首 尔 市 全 部 替 代 能池 .2009 源 使 用 量 的 30%。韩 国低 碳 绿 色 增 长 战 略 .2008 其 中 氢 能 燃

21、料 电 池 研 发 项 目 投 资 16 亿 3800 万 RMB。印 度“第 十 二 期 RD&D” 计 划 主 要 为 继 续 支 持 氢 气 生 产 、 内 燃 发 动 机 中 氢 气 的 存 储 和 应 用 和 燃 料 电 池 项 目 ； 支 持 质 子 交 换 膜 燃 料 电 池 和 固 体 氧 化 物 燃 料 电 池 开 发 项 目 ； 支 持 固 定 式 氢 气 发 电 站 示 范 和 氢 燃 料 汽 车 ；10支 持 氢 燃 料 汽 车 的 示 范 项 目 。冰 岛生 态 经 济 主要内容为：（1）零排放车辆没有税；（2）环境友好型燃 料 没 有 燃 料 税 ， 只 有 增 值

22、 税 ； （ 3） 燃 料 卖 家 销 售 燃 料 ， 2014 环 境 友 好 型 燃 料 需 要 占 比 3%， 2016 年 需 要 占 比 5%。氢 公 路 计 划 .2004 在 2010 年 前 ， 在 温 哥 华 到 2010 年 冬 奥 会 主 办 城 市 威 斯 勒 的120 公 里 公 路 上 建 立 5 个 燃 料 电 池 车 的 加 氢 站 ， 并 生 产 出 必要 数 量 的 燃 料 电 池 车 ， 由 氢 燃 料 电 池 车 承 担 2010 年 冬 奥 会 期 间 机 场 与 主 办 城 市 之 间 的 人 员 运 输 任 务 。加 拿 大氢 能 早 期 采 用

23、者 计 划 .2007加 政 府 投 入 2.15 亿 加 元 进 行 “氢 能 早 期 采 用 者 计 划 ”， 用 于 开 发 创 新 ， 包 括 氢 能 高 速 公 路 的 建 设 。3. 2 国 外 燃 料 电 池 发 展 现 状 1.1.1 燃 料 电 池 汽 车 整 车 性 能 基 本 满 足 商 业 化 示 范 需 要 燃 料 电 池 商 用 车 的 可 靠 性 、 经 济 性 和 便 利 性 满 足 商 业 示 范 运 行 需 要 。 在 北 美 多 个 城 市 开 展 的 公 交 客 车 示 范 表 明 ， 燃 料 电 池 客 车 整 车 、 动 力 系 统 和 燃 料 电

24、池 系 统 的 可 靠 性 都 达 到 了 商 业 化 推 广 需 求 (燃 料 电 池系统平均故障间隔里程超过 5 万公里)，燃料电池叉车、物流车等领 域 的 示 范 和 应 用 跟 踪 数 据 也 表 明 燃 料 电 池 系 统 的 耐 久 性 超 过 1 万 小 时 。燃料电池乘用车的性能接近用户接受的水平 。 丰田公司的 Mirai 燃 料 电 池 汽 车 ， 完 成 单 次 氢 燃 料 补 给 仅 需 约 3 分 钟 ， 续 驶 里 程 达 到650 公 里 ， 完 全 能 够 满 足 平 常 的 行 车 需 求 。 2015 年 在 全 球 量 产 车 用 最 佳发动机评选中首次出

25、现了燃料电池发动机 ， 标志着这一新技术商业 化 的 开 始 。1.1.2 燃 料 电 池 电 堆 技 术 基 本 满 足 车 用 要 求 燃 料 电 池 功 率 密 度 不 断 提 高 ， 能 够 满 足 车 辆 动 力 性 要 求 。 丰 田 、 本 田 、 现 代 推 出 了 量 产 版 的 燃 料 电 池 汽 车 ， 国 外 主 流 汽 车 厂 持 续 关 注11燃料电池汽车，多家车企推出量产计划。丰田 2014 年 12 月 15 日 在 日本发布了量产版燃料电池汽车，命名为 Mirai。 该 车 采 用 70MPa 高 压储氢瓶，3 分钟加氢，续驶里程 650km，可在零下 37正

26、常启动。 本田 2016 年 3 月推出量产版燃料电池汽车 CLARITY FUEL CELL。该 车采用本田自制的 100 kW 燃料电池系统，电堆功率密度 3.1 kW/L， 采用 70 MPa 高压储氢瓶，3 分钟加氢，续驶里程 700km。现代汽车公司将推出 ix35 燃 料 电 池 车 ， 新 车 已 在 韩 国 蔚 山 的 现 代 工 厂 投 入 生 产 ， 2015 年之前 1000 辆 。 该 车 采 用 现 代 自 制 100kW 燃 料电池系统，70MPa 高压储氢瓶，续驶里程 694 km。奔驰 、 日野推出了燃料电池客车 ， 国外上燃料电池客车示范项目 持续进行 ， 推

27、进燃料电池客车产业化发展 。 日野燃料电池客车关键零 部 件 借 用 Mirai 燃 料 电 池 汽 车 ， 实 现 燃 料 电 池 电 堆 、 高 压 储 氢 瓶 、 电 机 与 量 产 汽 车 通 用 。 采 用 2 个 114 kW 燃 料 电 池 系 统 ， 8 个 60 L， 70 MPa 储氢瓶，2 个 110 kW 电 机 。3.2.1 氢 能 基 础 设 施 与 车 辆 同 步 实 施 ， 超 前 部 署 满 足 商 业 化 12发 展 需 要 13世界各国纷纷制定了各自的加氢站建设规划 ， 以配合燃料电池电 动汽车的推广应用 。 日本在名古屋 、 东京 、 大阪和福冈四个城市

28、之间 建造 100 座加氢站，在 2025 年前扩大到 1000 个，到 2030 年 计 划 建 成 覆 盖 全 国 的 加 氢 站 ， 数 量 达 到 5000 个 。 韩 国 到 2015 年 已 经 建 设 了 13 座加氢站，预计到 2020 年建设 168 座加氢站。美国计划于 2017年建成至少 84 座加氢站，达到单站日产 500 公 斤 以 上 的 氢 气 产 量 。表 2 各 国 加 氢 站 数 量日本 美国 英国 韩国 加拿大 法国 中国 印度数量 83 67 14 12 7 7 5 34 国 内 燃 料 电 池 汽 车 发 展 概 况 4. 1 国 内 政 策 发 展

29、我 国 新 能 源 汽 车 产 业 发 展 规 划 中 明 确 提 出 发 展 包 括 纯 电 动 汽 车 、 插 电 式 混 合 动 力 汽 车 及 燃 料 电 池 汽 车 在 内 的 新 能 源 汽 车 ， 但 从 国 内 情 况 来 看 ， 目 前 新 能 源 汽 车 的 发 展 更 加 偏 重 于 纯 电 动 汽 车 和 插 电 式 混 合 动力汽车，而氢燃料电池车基本处于配角地位。自 2014 年 以 来 ， 我 国 密 集 颁 布 了 一 系 列 政 策 措 施 ， 彰 显 出 国 家 发 展 氢 能 与 燃 料 电 池 产 业 的 决 心 ， 总 体 来 看 ， 政 策 扶 持

30、产 业 发 展 的 趋 势 愈 加 明 显 。表 3 国 内 氢 能 源 政 策 情 况序 号 政 策 名 称 涉 及 氢 能 源 的 内 容 1 中 国 制 造 2025 .2015 继 续 支 持 电 动 汽 车 、 燃 料 电 池 汽 车 发 展 ， 掌 握 汽 车 低 碳 化 、 信 息 化 、 智 能 化 核 心 技 术 ， 提 升 动 力 电 池 、 驱 动 电 机 、 高 效 内 燃 机 、 先 进 变 速 器 、 轻 量 化 材 料 、 智 能 控 制 等 核 心 技 术 的 工 程 化 和 产 业 化 能 力 ， 形 成 从 关 键 零 部 件 到 整 车 的 完 整 工 业

31、 体 系 和 创 新 体 系 ， 推 动 自 主 品 牌 节 能 与 新 能 源 汽 车 同 国 外 先 进 水 平 接 轨 。2 2016-2020 年 新 能 源 汽 车 燃 料 电 池 汽 车 补 贴 不 实 行 退 坡 ： 乘 用 车 20 万 /辆 ， 轻 型 客 车 货 车14推 广 应 用 财 政 支 持 政 策 方 案 .201530 万 /辆 ， 大 中 型 客 车 和 中 重 型 货 车 50 万 /辆 。 国 家 重 点 研 发 计 划 新 能 源 燃 料 电 池 汽 车 技 术 取 得 突 破 ， 达 到 产 业 化 要 求 ， 实 现 千 辆 级 市 场汽 车 重 点

32、 专 项 实 施 方 案 征3求 意 见 稿 .2015规 模 。4 关 于 加 快 推 进 新 能 源 汽 车 在 交 通 运 输 行 业 推 广 应 用 的实 施 意 见 的 通 知 .2015积 极 推 广 应 用 燃 料 电 池 汽 车 。5 能 源 发 展 战 略 行 动 计 划 （ 2014-2020 年 ） .2014“氢 能 与 燃 料 电 池 ”作 为 能 源 科 技 创 新 战 略 方 向 。 关 于 新 能 源 汽 车 充 电 设 施 对 符 合 国 家 技 术 标 准 且 日 加 氢 能 力 不 少 于 200 公 斤 的 新 建 燃 料6建 设 奖 励 的 通 知 .

33、2014 电 池 汽 车 加 氢 站 每 个 站 奖 励 400 万 元 。7 产 业 结 构 调 整 目 录 （ 2014版 ） 储 氢 材 料 被 列 入 鼓 励 类 。 节 能 与 新 能 源 汽 车 产 业 发 新 能 源 汽 车 主 要 包 括 纯 电 动 汽 车 、 插 电 式 混 合 动 力 汽 车 及燃 料 电 池 汽 车 。 燃 料 电 池 汽 车 、 车 用 氢 能 源 产 业 与 国 外 同 步 发 展 。 开 展 燃 料 电 池 电 堆 、 发 动 机 及 其 关 键 材 料 核 心 技 术 研 究 。 重 点 开 展 纯 电 动 乘 用 车 、 插 电 式 混 合 动

34、 力 乘 用 车 、 混 合 动力 商 用 车 、 燃 料 电 池 汽 车 等 关 键 核 心 技 术 研 发 。 继 续 开 展 燃 料 电 池 汽 车 运 行 示 范 ， 提 高 燃 料 电 池 系 统 的 可8展 规 划 .2012靠 性 和 耐 久 性 ， 带 动 氢 的 制 备 、 储 运 和 加 注 技 术 发 展 。 当 前 优 先 发 展 的 高 技 术 产 氢 开 发 与 利 用 。 高 效 天 然 气 制 氢 、 化 工 、 冶 金 副 产 煤 气 制 氢 ， 低业 化 重 点 领 域 指 南 （ 2011 年 能 耗 电 解 水 制 氢 ， 生 物 质 制 氢 、 微 生

35、 物 制 氢 技 术 ， 高 压 容 器 贮 氢 、金 属 贮 氢 、 化 合 物 贮 氢 技 术 ， 氢 加 注 设 备 和 加 氢 站 技 术 ， 超 高 纯9度 ） .2011度 氢 的 制 备 技 术 ， 氢 燃 料 发 动 机 与 发 电 系 统 技 术 。 关 于 加 快 培 育 和 发 展 战 略 开 展 燃 料 电 池 汽 车 相 关 前 沿 技 术 研 发 ， 大 力 推 进 高 能 效 、 低 排 放10性 新 兴 产 业 的 决 定 .2010 节 能 汽 车 发 展 。 国 家 中 长 期 科 学 和 技 术 发 氢 能 及 燃 料 电 池 技 术 ： 重 点 研 究

36、高 效 低 成 本 的 化 石 能 源 和 可 再 生展 规 划 纲 要 (2006-2020 能 源 制 氢 技 术 ， 经 济 高 效 氢 储 存 和 输 配 技 术 ， 燃 料 电 池 基 础 关 键部 件 制 备 和 电 堆 集 成 技 术 ， 燃 料 电 池 发 电 及 车 用 动 力 系 统 集 成 技11年 ) .2006术 ， 形 成 氢 能 和 燃 料 电 池 技 术 规 范 与 标 准 。4. 2 国 内 燃 料 电 池 发 展 现 状 4.2.1 氢 能 研 发 起 步 早 ， 体 系 不 完 善 我国对氢能的研究与开发可追溯到 20 世纪 60 年代。2000 年 科技

37、 部 启 动 973 基 础 研 究 项 目 ， 内 容 为 氢 能 的 规 模 制 备 、 储 运 和 燃 料 电 池的相关研究 ， 该项目针对氢能领域的若干科学命题和核心技术开展14基 础 性 研 究 。 2001-2005 年 ， 国 家 科 技 部 863 电 动 汽 车 重 大 专 项 设 立 课题 ， 以期在燃料电池 、 燃料电池发动机以及整车系统方面形成一套 拥有自主知识产权的核心技术 ， 最终开发成功燃料电池公交车和燃料 电 池 轿 车 。目 前 我 国 已 经 形 成 从 基 础 研 究 到 示 范 演 示 的 全 方 位 格 局 ， 初 步 形 成 一 支 由 高 等 院

38、校 、 科 研 院 所 、 石 油 化 工 及 汽 车 工 业 等 部 门 为 主 的 从 事 氢 能 研 究 、 开 发 和 应 用 的 专 业 队 伍 。 我 国 燃 料 电 池 汽 车 产 业 链 的 研 发 体 系 以 大 学 为 主 ， 清 华 大 学 、 同 济 大 学 以 及 大 连 化 学 物 理 研 究 所 承 担 大 量 的 研 发 工 作 ， 而 燃 料 电 池 汽 车 的 生 产 体 系 建 设 较 为 缓 慢 ， 只 有 上 汽 集 团 参 与 相 关 建 设 工 作 。 2012 年 ， 清 华 大 学 、 同 济 大 学 、 中 科 院 大 连 物 理 化 学 研

39、 究 所 、 上 汽 、 一 汽 等 发 起 成 立 中 国 燃 料 电 池 汽 车 技 术 创 新 战 略 联 盟 。 国 内 燃 料 电 池 研 发 与 生 产 体 系 仍 需 要 不 断 的 完 善 ， 才 能 更 好 的 推 动 我 国 氢 能 源 产 业 快 速 发 展 。4.2.2 技 术 突 破 ， 但 关 键 技 术 落 后 经过多年努力 ， 我国在氢能和燃料电池技术领域取得了较大进展。 在 氢 制 备 、 储 运 等 技 术 领 域 ， 我 国 的 制 氢 工 业 以 引 进 技 术 为 主 ， 技 术 相 对 成 熟 ， 与 发 达 国 家 的 差 距 不 大 ； 在 燃

40、料 电 池 技 术 领 域 ， 我 国 已 经 掌 握 了 诸 如 电 催 化 剂 、 质 子 交 换 膜 、 双 极 板 材 料 等 关 键 技 术 ， 与 国 外 先 进 水 平 保 持 同 步 ， 但 在 关 键 零 部 件 规 模 生 产 和 电 堆 批 量 组 装 及 相 关 性 能 指 标 ， 我 国 还 落 后 于 世 界 先 进 国 家 。4.2.3 产 业 整 体 处 于 研 发 示 范 阶 段 目 前 我 国 已 经 自 行 设 计 、 制 造 、 实 验 了 多 种 不 同 型 号 的 燃 料 电 池15样 车 。 研 制 的 燃 料 电 池 发 动 机 和 汽 车 亦

41、在 2008 年 北 京 奥 运 会 和 2010年上海世博会进行示范运行，均取得圆满成功。上汽也于 2013 年 举 办实现燃料电池汽车中国万里行活动 ， 充分验证了燃料电池汽车的环 境 适 应 性 。但 与 美 欧 日 等 西 方 发 达 国 家 相 比 ， 我 国 在 氢 能 与 燃 料 电 池 产 业 化 和商业化进程方面滞后 。 国外燃料电池产业链各环节均已实现产业化， 但 国 内 的 产 业 化 程 度 还 很 低 ， 且 研 发 主 体 基 本 多 为 高 校 、 可 研 机 构 和 中 小 企 业 ， 商 业 化 产 品 寥 寥 无 几 。 总 体 来 看 ， 我 国 与 国

42、外 水 平 差 距 明 显，基本停留在技术示范阶段。4.2.4 核 心 专 利 少 ， 创 新 能 力 不 足 在 氢 能 与 燃 料 电 池 专 利 技 术 上 ， 我 国 与 美 日 德 存 在 较 大 差 距 。 从 全 球 优 先 权 专 利 申 请 来 看 ， 燃 料 电 池 汽 车 专 利 技 术 主 要 集 中 在 日 本 、 韩 国 、 美 国 和 德 国 。 其 中 ， 日 本 优 先 权 专 利 数 量 达 到 10454 个 专 利 族 ， 占 71%， 各 大 关 键 技 术 均 处 于 绝 对 领 先 地 位 。 此 后 依 次 是 韩 国 （ 1225） 、美 国

43、（ 1089） 与德 国 （ 949） ， 差别不大 ， 中 国 （ 317） 以 2%排名第五。我国氢燃料电池技术和产业基础薄弱 ， 资金和技术力量投入不足， 参 与 机 构 数 量 较 少 ， 导 致 我 国 氢 燃 料 电 池 技 术 创 新 能 力 不 足 。 “十 二 五 ”期 间 ， 科 技 部 预 算 计 划 投 入 2 亿 多 元 用 于 燃 料 电 池 汽 车 研 发 ， 但 与 发 达 国 家 数 亿 美 元 的 投 入 相 比 略 显 不 足 。4.2.5 加 氢 站 技 术 成 熟 但 建 设 滞 后 加 氢 站 建 设 方 面 ， 我 国 的 35MPa 加 氢 站

44、技 术 已 趋 于 成 熟 ， 加 氢 站 的设计、建设以及三大关键设备如 45MPa 大 容 积 储 氢 罐 、 35MPa 加 氢16机 和 45MPa 隔 膜 式 压 缩 机 均 已 实 现 国 产 化 。 目 前 ， 我 国 已 经 开 始 主 攻 70MPa 加 氢 站 技 术 。 截 止 2016 年 7 月 ， 我 国 运 行 的 加 氢 站 共 有 5 座 ， 分 别 位 于 北 京 、 上 海 、 佛 山 、 大 连 和 郑 州 ， 加 氢 站 建 设 较 为 滞 后 。4. 3 国 内 燃 料 电 池 与 氢 能 的 建 设 成 绩 近年来 ， 我国在燃料电池方面的投入也不

45、断加大 ， 经过三 个 “五 年 规 划 ”及 “863”等 科 技 项 目 攻 关 ， 基 本 建 立 起 具 有 自 主 知 识 产 权 的燃料电池轿车与燃料电池城市客车动力系统技术平台 ， 也初步形成 了燃料电池发动机、动力电池、DC/DC 变换器、驱动电机、供氢系统 等关键零部件的配套研发体系 。 我国燃料电池汽车正处于商业化示范 运行考核与应用的阶段 ， 已在北京奥运燃料电池汽车规模示范 、 上海 世 博 燃 料 电 池 汽 车 规 模 示 范 、 UNDP 燃 料 电 池 城 市 客 车 示 范 以 及 “十 城 千 辆 ”、 广 州 亚 运 会 、 深 圳 大 运 会 等 示 范

46、 应 用 中 取 得 了 相 对 良 好 的 社 会 效 益 。4.3.1 燃 料 电 池 汽 车 基 于 燃 料 电 池 轿 车 和 客 车 动 力 系 统 技 术 平 台 ， 目 前 已 开 发 出 3 款 燃 料 电 池 客 车 、 5 款燃料电池轿车，已具备开发百辆级燃料电池汽车 动 力 系 统 平 台 与 整 车 生 产 能 力 以 及 进 入 国 外 市 场 的 竞 争 力 。 成 功 在 北 京奥运会 、 上海世博会 、 全球环境基金与联合国发展计划 署 (GEF/UNDP) 共 同 支 持 的 燃 料 电 池 城 市 客 车 商 业 化 示 范 区 、 新 加 坡 青 奥 会

47、、 美 国 加 州 等 活 动 和 区 域 进 行 了 示 范 运 行 。燃 料 电 池 轿 车 最 高 车 速 达 150km/h， 0100km/h 的 加 速 时 间 14 秒 ，17一次加氢续驶里程 300km，氢气消耗 0.912kg/100km。动力系统平台18应用于 “上海牌 ”、 “帕萨特 ”、 “奔腾 ”、 “志翔 ”、 “东方之子 ” 等 车 型 ， 先 后 完 成 了 2008 年 北 京 奥 运 会 、 2009 年 美 国 加 州 、 2010 年 上 海 世 博 会 和 广 州 亚 运 会 等 示 范 和 运 行 。表 4 燃 料 电 池 轿 车 指 标 完 成 情

48、 况指 标 类 型 预 期 指 标 指 标 完 成 情 况 （ 平 台 ）最 高 车 速 150 153加 速 时 间 17 12.5动 力 性最 大 爬 坡 度 20 20氢 燃 料 消 耗 率 (kg/100km) 1.3 1.164经 济 性续 驶 里 程 （ km） 400 323环 境 适 应 性 ， -1045 -10冷 启 动噪 声 /加 速 行 驶 车 外 噪 声 70 69.5dB可 靠 性 /主 要 部 件 平 均 故 障 间 隔 里 程 4000 4086km所开发的燃料电池客车动力系统平台应用在福田 、 苏州金龙 ， 上 汽申沃等客车上，先后参加了 2008 年 北 京

49、 奥 运 会 、 2010 年 上 海 世 博 会 、 2010 年 新 加 坡 首 届 青 年 奥 运 会 等 示 范 ， 还 成 功 参 加 了 北 京 公 交 为期一年的道路载客运行 ， 验证了燃料电池客车的动力性 、 经济性和 可靠性，车辆百公里氢气消耗率为 8.5kg。表 5 燃 料 电 池 轿 车 指 标 完 成 情 况指 标 类 型 预 期 指 标 指 标 完 成 情 况最 高 车 速 80 92加 速 时 间 25(0-50km/h) 15动 力 性最 大 爬 坡 度 18 18氢 燃 料 (kg/100km)消 耗 率 8.5 7.98经 济 性续 驶 里 程 （ km） 300 313环 境 适 应 性 ， -1045满 足 要 求19噪 声 /加 速 行 驶 车 外 噪 声 75.2可 靠 性 /主 要 部 件 平 均 故 障 间 隔 里 程 2500 3331.72016 年 9 月 ， 全 国 首 条 氢 能 源 城 市 公 交 车 示 范 线 路 正 式 开 通 ，由上海重塑能源科技和佛山飞驰客车共同研制的 12 台 燃 料 电 池 大