随着全球能源转型与低碳发展，氢能产业在世界各国快速推进。我国出台了多项规划和政策培育发展氢能产业，地方政府也在积极出台相关政策引导和支持氢能及燃料电池发展。目前，我国已成世界第一产氢大国，氢气年产量约2000万吨，加氢站数量80余座。然而，在行业快速发展同时，依然面临政策、法规、技术、产业以及成本等多方面需要解决的瓶颈问题，氢燃料电池汽车面临缺乏规划引导、产业链发展不平衡、重复低效投资，技术积累不够、基础设施薄弱、核心材料与关键技术依赖国外等问题，需要从国家能源战略的高度，统筹规划、系统推进予以解决。

 

一、产业链还不完善，关键零部件与核心技术仍依赖国外

 

氢能产业链体系尚不完备，设备制造、制氢、储氢、运氢及应用尚未形成完备高效的产业链。一方面，相关技术还处于工程化开发阶段，与日本等标杆产品相比，在可靠性、冷启动、功率特性等主要技术性指标上还存在很大差距；另一方面，尽管我国拥有数量较为丰富的专利，但涉及核心技术相对较少。我国在大功率电堆技术双极板、膜电极以及电堆可靠耐久性均与国外差距较大，燃料电池关键核心技术，包括材料技术、电堆技术和系统技术，特别是供给相关的技术还有待进一步突破，产业链有待完善。在关键材料方面，燃料电池电堆中的质子交换膜、催化剂、碳纸、高压氢瓶所用的高强度碳纤维等关键原材料国内目前都依赖进口；在核心工艺方面，面向规模化的膜电极、双极板、电堆等生产环节需要在工艺稳定性、成品率、质量等方面取得更大的进步；在关键零部件方面，高压氢瓶阀、减压阀、高压管路、管接头、传感器等零部件在国内虽能生产，但可靠性方面与国外产品存在巨大差距；在生产装备方面，膜电极生产设备、电堆组装与测试设备等也容易成为行业短板，需取得突破。我国在碳纸、膜电极、催化剂、空压机、高压储氢瓶等方面还需进一步突破，目前相关部件还需要从发达国家购买。以核心材料催化剂为例，目前日本田中公司占有国内市场70%的份额，剩余20%-30%由英国JM公司占领，几乎全部依赖海外。目前国内虽然也能生产电池堆，但一致性较差，应用时常常要从国外进口完整的燃料电池及系统，或者从国外进口膜电极，在国内匹配湿度、压力和热平衡等系统，国产的氢燃料电池在匹配到汽车上时，常常需要进口电池做备份。目前质子交换膜是采用碳板、金属板还是碳板附着于金属板的技术问题还没有根本解决，碳板刚度不够，金属不耐腐蚀，如果金属板作为基底，碳板附着在上边，但金属板的膨胀系数大于碳板，几次受热后二者就分家了，目前质子交换膜材料技术还有待大踏步的改进。加氢站管道、储氢罐、加氢枪等设备器件，目前国内主要以进口的方式解决。

 

氢能产业“卡脖子”技术分布在多个环节，质子交换膜虽已进入中试阶段，但导电性能还有待提升；高强度缠绕碳纤维、聚合物气瓶内胆、气氢密封材料，以及催化剂等关键原材料基本依靠进口。加氢机、氢气压缩机，包括膜电极喷涂设备、循环泵、空压机，以及电池系统检测和氢气检测等关键技术装备与核心零部件等与国外先进水平相比，仍存在较大差距。在用燃料电池电堆的耐久性、低温性能与应用情况等方面与国际一流水平仍有一定差距。氢气循环泵的设计和研发是一个公认难题，涉及大量激波、湍流和非线性系统控制等科学问题，急需科技力量推动相关行业的应用。国外在氢气循环泵的设计、密封、带液操作和防爆等方面都进行了深入的研究，储备了较为全面的技术，对具体研发技术指标也严格保密。氢气循环泵当前技术方向分机械式循环泵和喷射泵两种。现在，国内有很多厂家仍在研发机械式循环泵，但受限于加工技术等问题，现阶段并不成熟，达不到产业化推广应用的程度。喷射泵的研发就更少，只有少数几家研究机构和企业在做。近年来，虽然国内相关科研单位、氢气循环泵企业、相关车企等，纷纷展开前期研究，以期研发高质量的设备产品，但都尚未成熟，面临市场占有率较低、知名度不足的窘境。设计能力不足，缺乏具有高精度加工能力的机床，难以达到加工的技术精度要求。同时，转子与转子腔表面处理工艺仍未过关，耐磨性和耐腐蚀性均待提升。而从经济角度，国内采购的机械泵单套设备价格就可能超过4万元，配套整车生命周期一般需要两套设备系统。一辆汽车仅在供氢循环这个子系统中，就要采购8万元以上的进口产品。如果实现技术完全自主化，成本就能降低60%以上，同时有助于解决燃料电池氢循环密封难、能耗高、寿命短等痛点。

 

 

 

 

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