燃料动力电池汽车一直被很多专家认为是新能源汽车的终级解决方法，原因在于，燃料动力电池汽车具有效率高、噪音低、无污染物排出等优点，是真正意义上的高效、清洁汽车。但是，相比纯电动汽车，燃料动力电池汽车在我国的推广应用情况并不理想。
最近，一直较为沉寂的燃料动力电池汽车忽然“火”了起来，不仅政府部门强调要大力发展，不少车企也在这一领域加紧布局，围绕其召开的各种论坛更是接踵而至。不过，燃料动力电池汽车是否真迎来了发展机遇期？它会是清洁能源汽车发展的另一风口吗？与燃料动力电池汽车密切相关的各项技术、各个环节是否足以支撑其发展？关于上述这些问题仍需探讨。就此，本报将从储能、燃料动力电池技术、加氢站建设、示范运营等方面进行系列调查和报道。
在纯电动汽车产销量上，我国排名世界第一，但被认为是新能源汽车最终方向的燃料动力电池汽车推广却甚是缓慢。不得不承认，现阶段，燃料动力电池汽车的推广应用仍有不少阻碍因素，其中作为源头的氢能便是其中之一。氢能的阻碍用途体现在哪里？中关村储能协会顾问贡力说：“如今制氢不是难题，制约燃料动力电池汽车发展的是氢气的储存与运输。”同济大学校长助理、智能型新能源汽车协同创新中心主任余卓平日前也指出，能源战略一旦明确，解决储能与运输问题，将来燃料动力电池技术会进入非常快的发展期。
氢能供给不再是难题
“目前我国有充足的廉价氢燃料供给。”我国工程院院士、我国科学院大连化学物理研究所研究员衣宝廉近日指出，我国工业副产氢的年产量可供几百万辆氢燃料动力电池汽车使用。同时，我国可再生能源氢资源相当丰富，通过电解水技术利用弃水、弃风、弃光资源，每年约可以制备300万吨氢。
目前，氢气的来源非常广泛，归结起来，重要有化工尾气回收、天然气制氢、煤制氢、甲醇制氢和电解水制氢等几种方式。“燃料动力电池汽车兴起之后，人们不断探索多种制氢方式。”北京低碳清洁能源研究所氢能研发部经理何广利告诉记者。
不过，记者同时了解到，理论上，氢能储备非常充足，但从几种重要的制氢方式来看，技术仍不完善，氢能供给体系也不稳定。何广利告诉记者，分析几种制氢方法，从工艺成熟度及成本来说，各有其优劣势，但综合来看，传统的煤制氢仍是现阶段主流方式。
举例来说，目前我国工业用氢气制取技术相对成熟，但与之对应的燃料动力电池用氢气纯化技术发展滞后。气体设备网技术顾问张强说：“纯度为60％～80％的氢气习惯上称之为化工氢。但化工氢不能直接使用，一般都要提纯，提纯成本与气体厂采用的工艺有直接关系，最后的销售价格大约为1.7元/立方米，假如不是大规模采购，价格会超过2.7元/立方米。”从价格来看，化工氢虽然便宜，但加上提纯费用，成本会陡然提高。而从数量上看，即便100%回收化工尾气中的氢，数量也有限。
化工制氢的局限性引导科研人员把目光瞄向新的制氢方法，这其中就包括甲醇制氢。近年来，甲醇制氢的被重视促使甲醇燃料动力电池汽车在部分领域得以推广。不过，四川亚联高科技股份有限公司董事长王业勤同时强调：“甲醇制氢的成本大约为1.8元～2元/立方米，虽说成本不算高，但甲醇的最大用途是生产聚丙烯，用于制氢的甲醇数量占比很小。”
相对而言，电解水制氢更受欢迎，因为我国弃水、弃风、弃光资源非常丰富，也因此，电解水制氢在燃料动力电池发展中被认为是最有前途的制氢方法。据了解，通过电解水获得的氢气纯度高达99.999%，不要再次提纯，可以直接供应燃料动力电池汽车使用。
不过，目前电解水制氢的技术还有待提高，成本较高，还难以大规模运用。何广利说：“制取一立方米氢气大约要4.8~5度电，即便用谷电制氢，最终成本也在3元/立方米左右。”张强告诉《我国汽车报》记者，电解水制氢还有一个问题不能忽视，随着时间推移，电解池的电阻会升高，电解氢的耗电量会新增，导致成本再次上升。
“目前来看，受技术所限，化工尾气回收、电解水制氢等方式都无法实现大规模工业化生产，无法满足燃料动力电池汽车的需求。天然气制氢可以实现大规模工业化生产，但天然气价格波动剧烈，对公司制氢有较大影响。”何广利说，“煤制氢仍是当下主流制氢方式。煤制氢的工艺成熟，成本也最低，大约为1.1元/立方米。”
总体来看，目前制氢途径并不少，能源供给也足以推动燃料动力电池汽车的发展。但从工艺和成本上看，我国氢能供给体系不完善，氢能供给技术体系也还没有形成。为此，有专家提议，我国需加快制定氢能供给技术研发支持计划，坚持公司作为创新主体，多种技术路线共同发展。
储存和运输是一大难题
与氢气的供给相比，储存和运输问题更为严重。衣宝廉认为，产氢与用氢不在同一地方，将廉价的副产氢和弃风等电解水制氢的氢储存和运输到用氢地点——加氢站，是燃料动力电池车大规模示范的关键环节。目前，我国氢气储存和运输技术仍不足，存储和运输公司较少，氢气制备及加注公司的产业化水平低。
从技术角度看，目前工业上重要采用-253℃下的液态氢，或700个大气压以上高压氢气进行氢能源的存储和运输。关于液态氢来说，由于氢气的熔点很低，实现氢气的液态化很难，从经济角度看，储存和运输液态氢并不划算。另外，液态氢会“吸收”金属容器生成氢化物，降低氢气的纯度。近年来，科研人员发明了化学储氢方法，即让氢气存储于化学物质中，或者与某种物质进行化学反应，要使用时通过加热或者利用隔膜提取出来。
不过，现有技术成本高且存在安全隐患，是氢能源利用技术中的一个关键瓶颈。何广利说，上述两种储存与运输方法都有一定的局限性，目前，氢气储存与运输还是重要采用700个大气压以上加压的方法，但即便加压，容器中氢气重量也非常有限。据介绍，一辆载重35吨的氢气运输车，其容器中氢气的重量只有几百公斤。
另外，为了保证氢气运输安全，压力容器必须很牢固，因此，容器重量远超过氢气重量。“为了保证氢气运输安全，我国规定运输氢气的压力并不太大，压力低储存量就少。综合起来，氢气储存和运输成本约为9元/立方米，远超过制氢成本。”何广利说。
电解水制氢运输和储存难度更大。贡力说：“利用风能和光能电解水制氢实现了能源的循环利用。但是，我国风电场、光电场大多数在西北地区，储存与运输的问题更为严重。”
除此之外，由于技术所限，我国目前存储和运输公司还很少，远没有形成产业化规模。有专家表示，我国要加快培育氢气存储和运输公司，实现从制氢到储存、运输整个产业链的协同发展。
技术与国外差距明显
“从制氢技术来看，我国与日本、美国没有太大差距。”何广利说，但在储氢与运输技术上仍有一定差距。
以储氢技术为例，容器压力的大小决定容量的大小，压力越大，存储量也就越大。目前，我国普遍采用35兆帕压力标准，而日本、美国则采用70兆帕压力标准。何广利说，我国目前也在研究70兆帕压力标准。
另外，从存储设备来说，目前日本、美国普遍采用四型瓶装载氢气。四型储氢瓶具有重量轻、循环寿命长、成本低等优点，但缺点是气密性较差。我国曾经在CNG公交车上使用过四型储气瓶，但发生过泄漏事故，而后被禁止使用。此后，我国CNG以及燃料动力电池汽车都改用三型储气瓶，三型储气瓶虽不易泄漏，但却较重，循环寿命短，成本也较高。“四型储气瓶被禁止使用后，国内公司在这方面的研究几乎是空白。”何广利说，“近年来，国内公司又逐渐认识到四型瓶的优势，也在加强这方面研究。”
总之，我国在氢能的存储和运输上与国外差距还比较明显，但存储和运输恰恰是制约燃料动力电池汽车发展的基础和关键环节。对此，有专家指出，推动燃料动力电池汽车的发展，保障燃料动力电池汽车所需的氢能供给，我国要加强顶层设计，制定国家氢能产业发展指导意见。在此基础上，完善氢能技术研发、产业化及示范应用等支持政策措施，从而形成有力的支持政策体系。
