與傳統(tǒng)動(dòng)力汽車(chē)相比，氫燃料電池利用化學(xué)反應(yīng)為汽車(chē)提供電能，動(dòng)力顯得更持久，能效更高。

 氫燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)化適合從商用車(chē)燃料電池技術(shù)起步，商用車(chē)燃料電池產(chǎn)業(yè)細(xì)分領(lǐng)域下xian邁出實(shí)質(zhì)性步伐的是燃料電池客車(chē)。

 目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)有多家整車(chē)廠商推出氫燃料電池客車(chē)，分別是北汽福田、宇通客車(chē)、佛山飛馳、申龍客車(chē)、青年客車(chē)等。

 但氫燃料電池客車(chē)從整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)看，還是有很多技術(shù)難題需要攻克，但大的挑戰(zhàn)還是在于整車(chē)成本。

 那么目前氫燃料電池客車(chē)還面臨著那些挑戰(zhàn)呢？

挑戰(zhàn)一：高昂的燃料電池系統(tǒng)的成本

 燃料電池系統(tǒng)的生產(chǎn)成本過(guò)高。目前燃料電池系統(tǒng)占整車(chē)成本的65%左右，而電堆成本又超過(guò)電池系統(tǒng)的60%，其中質(zhì)子交換膜、鉑催化劑等都造價(jià)不菲。

 此外氫氣容易滲漏，對(duì)密封性要求極為嚴(yán)格，維護(hù)困難、啟動(dòng)需要預(yù)熱時(shí)間等都影響了燃料電池的商業(yè)化進(jìn)程。

 氫燃料電池電堆成本下降空間主要來(lái)源以下幾方面：催化劑、質(zhì)子交換膜、雙極板。

 催化劑：目前主流是用貴金屬鉑，由于鉑資源稀有導(dǎo)致成本高。解決辦法一方面提升鉑鍍層技術(shù)、減少鉑用量；另一方面是研發(fā)新型催化劑代替，如今所有的替代品都處于實(shí)驗(yàn)階段，還沒(méi)有有效可靠的解決方案。

 質(zhì)子交換膜：質(zhì)子交換膜具有足夠高的機(jī)械強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，以及膜表面適合與催化劑結(jié)合等性能。達(dá)到燃料電池汽車(chē)質(zhì)子交換膜使用要求的目前只有美國(guó)杜邦公司的Nafion質(zhì)子交換膜等少數(shù)幾家公司的產(chǎn)品。中國(guó)國(guó)內(nèi)裝配燃料電池所用的質(zhì)子交換膜主要依靠進(jìn)口。

 雙極板：目前石墨雙極板是主流應(yīng)用，加工成本高，約占雙極板成本80%，同時(shí)加工時(shí)間長(zhǎng)，限制了大規(guī)模供應(yīng)。

 但隨著關(guān)鍵材料國(guó)產(chǎn)化和電堆體積功率的提升，電堆成本可以大幅度下降，將從2020年的1000元/kW降低到2030年的150元/kW。

 另外燃料電池的輔助系統(tǒng)的批量制造，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵零部件包括空壓機(jī)、增濕器的批量化，燃料電池系統(tǒng)的成本可以大幅度下降。

 國(guó)家在節(jié)能與新能源汽車(chē)技術(shù)路線圖里面，規(guī)劃到2020年達(dá)到5000元/kW的成本，到2030年可以達(dá)到600元/kW。

挑戰(zhàn)二：較高的車(chē)載氫系統(tǒng)成本

 車(chē)載氫系統(tǒng)也是通過(guò)高度集成化和模塊化設(shè)計(jì)，還有關(guān)鍵部件的規(guī)模化和國(guó)產(chǎn)化生產(chǎn)，2020年車(chē)載氫系統(tǒng)的成本可以從3000元/kg降低到2030年的1800元/kg。如果儲(chǔ)存的氫氣是1kg的話，整個(gè)車(chē)載氫系統(tǒng)的成本是1800元。

 車(chē)載氫系統(tǒng)包括車(chē)載儲(chǔ)氫系統(tǒng)，目前高壓氫氣罐仍是主流，一般有35Mpa和70Mpa，一般是由碳纖維復(fù)合材料組成的新型輕質(zhì)耐壓儲(chǔ)氫容器：鋁內(nèi)膽外面纏繞碳纖維的材料。

 但這類(lèi)高壓鋼瓶的主要缺點(diǎn)是需要較大的體積和如何構(gòu)筑理想的圓柱形外形；另外, 還需要解決閥體與容器的接口及快速加氫等關(guān)鍵技術(shù)。

 因此高壓壓縮儲(chǔ)氫容器還需要進(jìn)一步發(fā)展。同時(shí)受限于氫氣本身的密度，其儲(chǔ)氫量很難大幅度的提高。

挑戰(zhàn)三：制氫儲(chǔ)氫運(yùn)氫成本必須降低

 國(guó)內(nèi)氫氣主要用于工業(yè)生產(chǎn)，交通用氫可忽略不計(jì)。氫能產(chǎn)業(yè)鏈主要包括制氫、儲(chǔ)運(yùn)和加氫等環(huán)節(jié)。

 根據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)純度≥99%的氫氣年產(chǎn)量約為700億m3，其中90%從各類(lèi)含氫氣體中提純獲得，另有2%-4%通過(guò)電解水獲取。

 在氫氣儲(chǔ)存環(huán)節(jié)，主要方式有高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫、液態(tài)儲(chǔ)氫和固態(tài)氫化物儲(chǔ)氫。液態(tài)氫儲(chǔ)罐和拖車(chē)已在國(guó)內(nèi)制造并應(yīng)用于航天領(lǐng)域，而管道氫氣輸送尚處于基礎(chǔ)研究階段。

 總體而言，小規(guī)模儲(chǔ)運(yùn)有解決方案，但是規(guī)模化輸送還不成熟，需解決提高密度、減少蒸發(fā)、降低成本等問(wèn)題。

 如果解決了制氫、儲(chǔ)氫、運(yùn)氫等環(huán)節(jié)的問(wèn)題，氫氣的成本自然會(huì)大幅度下降。目前低是40元/kg，隨著大批量規(guī)模化運(yùn)氫，到2020年可以降低到20元/kg左右，終可以降低到2030年的9元/kg以下。

 挑戰(zhàn)四：加氫站成本必須降低

 截止到2017年12月，我國(guó)加氫站已有19座。國(guó)內(nèi)外運(yùn)行的加氫站，基本都采用的是現(xiàn)場(chǎng)制氫加氫模式，避免了輸運(yùn)環(huán)節(jié)諸多問(wèn)題，也適應(yīng)現(xiàn)階段試點(diǎn)運(yùn)行的少量需求。

 國(guó)內(nèi)加氫站建設(shè)成本超過(guò)1000萬(wàn)元（200kg/天，不含征地成本和補(bǔ)貼），現(xiàn)場(chǎng)制氫價(jià)格40-50元。

 加氫站的成本非常高，并且重要的就是關(guān)鍵零部件，比如氫氣壓縮機(jī)和加氫機(jī)，這些大部分是通過(guò)進(jìn)口的，隨著批量化和國(guó)產(chǎn)化可以大幅度降低加氫站的成本。

 現(xiàn)在一般2t以上的加氫站成本可以在1000萬(wàn)元以上，2030年可以降到350萬(wàn)元。

挑戰(zhàn)五：氫燃料電池客車(chē)營(yíng)運(yùn)成本必須降低

 如果氫燃料客車(chē)在營(yíng)運(yùn)過(guò)程中，其營(yíng)運(yùn)成本比插電式混合動(dòng)力客車(chē)和純電動(dòng)客車(chē)都高，那誰(shuí)還愿意購(gòu)買(mǎi)氫燃料電池客車(chē)？

 即便氫燃料電池客車(chē)（如12m)的整車(chē)成本降低到60萬(wàn)元，但營(yíng)運(yùn)成本很髙，那誰(shuí)又用得起？因此，必須降低氫燃料客車(chē)的營(yíng)運(yùn)成本也是面臨的大挑戰(zhàn)之一。

 市場(chǎng)調(diào)研數(shù)據(jù)表明，就插電式混合動(dòng)力、純電動(dòng)和燃料電池車(chē)的運(yùn)營(yíng)成本來(lái)看，插電式混合動(dòng)力的百公里油耗是15L，電耗是66度電/100km，氫耗是7.5kg/100km。

 隨著氫耗、油耗和電耗的降低，成本都會(huì)降低，但是降低幅度快的是燃料電池的運(yùn)營(yíng)成本，終燃料電池的運(yùn)營(yíng)成本是可以降低到0.5元/km。

 未來(lái)如果燃料電池車(chē)大批量推廣應(yīng)用，它的運(yùn)營(yíng)成本到底能不能降到比現(xiàn)在純電動(dòng)的運(yùn)營(yíng)成本還低？經(jīng)過(guò)專(zhuān)家測(cè)算，這個(gè)成本是可以達(dá)到的，時(shí)間其實(shí)可以隨著技術(shù)的加快而提前。

 專(zhuān)家預(yù)估到2030年，其成本比國(guó)家節(jié)能與新能源汽車(chē)技術(shù)路線圖里面的規(guī)劃低，終隨著氫耗和氫氣成本的降低，氫氣燃料客車(chē)的運(yùn)營(yíng)成本可以降到比純電動(dòng)還低，不過(guò)需要相當(dāng)長(zhǎng)的一個(gè)時(shí)間過(guò)程。