专访同济大学马天才教授：最先实现氢燃料电池产业化的一定是中国

作为能源转型和汽车行业转型的有效降碳路径，氢燃料电池如今站上了产业风口，不仅频频现身于不少地区的产业规划路线图中，更引发了资本市场的追逐热捧。

一边是各地政府积极性颇高、投资界和企业界加速布局，一边是产业链上下游企业囿于技术和成本瓶颈。当下行业最聚焦的问题是：氢燃料电池汽车要迎来爆发式发展了吗？

“我国燃料电池汽车即将走向一个新高潮。”国家燃料电池汽车及动力系统工程技术研究中心副主任、同济大学汽车学院博导马天才在接受本刊专访时表示，从降低成本和提高自主化率角度看，目前燃料电池的技术发展阶段，非常像纯电动汽车爆发前夜的状态。

国家燃料电池汽车及动力系统工程技术研究中心副主任、同济大学汽车学院博士生导师 马天才

电动汽车成功之路难以简单复制

环境经济：近年来，我国高度重视氢能产业发展，利好政策密集出台，氢能正成为能源投资的新风口。我国氢能发展现状如何？

马天才：作为一种清洁能源，氢能是未来能源革命的重要突破口之一。近年来，在一些全球主要经济体的积极推动下，氢能逐渐成为国际竞争的新焦点，并获得快速发展。氢能应用场景日渐丰富，交通领域应用规模稳步提升，工业、建筑等领域应用方兴未艾。

实际上，我国氢能产业发展起步较早，且拥有得天独厚的资源和技术优势。一方面，我国氢能产业发展基础良好，能源资源禀赋丰富，未来应用需求广泛；另一方面，我国燃料电池汽车技术创新及应用较为活跃，发展势头强劲，拥有打造完备产业链条的技术基础。

燃料电池是氢能最具长期发展潜力的下游应用之一。如今，我国燃料电池汽车即将走向一个新高潮。从降低成本和提高自主化率角度看，目前燃料电池的技术发展阶段，非常像纯电动汽车爆发前夜的状态。

随着产业资本和技术研发的不断投入，氢能产业市场发展潜力巨大，预计未来10至20年，氢能产业将迎来快速发展的重大机遇期。

环境经济：早在2000年，我国就将氢燃料电池车、纯电动和插电式混合动力车一同作为新能源汽车技术列入国家重大科研计划。但与电动车相比，氢燃料电池汽车发展进程明显落后。氢燃料电池汽车能否创造出如电动车产业般的辉煌？

马天才：燃料电池系统在氢燃料电池车中的作用，类似发动机之于传统燃油汽车，或动力电池系统之于电动车，其成本约占整车成本的60%。这个系统包括电堆和氢气系统等，氢气和氧气从电堆的入口进入，通过一定的电化学反应后持续输出电能，驱动车辆行驶。

与依靠储能方式获取电能的纯电动车不同，氢燃料电池车内置的燃料电池属于发电装置。因此，氢燃料电池车比电动车复杂得多，技术门槛也高得多。氢燃料电池汽车很难简单复制电动汽车的成功模式，因为两者的技术水平和产业链条有着明显区别。

近年来，氢燃料电池汽车技术攻关取得一定成果，我国部分企业在燃料电池核心零部件上实现了自主化，且几乎所有零部件成本都有了明显的降幅。

例如，五年前每千瓦电堆成本大约在1万元，现在这一数字降至2000元～3000元；燃料电池价格总体下降幅度超过60%。此外，目前国内不论电堆还是燃料电池系统，国产化率基本达到90%，一些辅助系统的性价比甚至明显超过国外。以目前的技术进步和基础设施建设速度，2025年燃料电池总成本降至每千瓦2000元的目标不难实现，到2030年氢燃料电池汽车价格可能与燃油车接近。

但不容忽视的是，氢燃料电池汽车产业链条复杂，由氢气制取、储运、加注和应用多环节构成，每一个环节仍面临着较大的降成本压力。

预计到2025年，氢燃料电池汽车将实现较高的技术成熟度，行业有望进入商业化时代；到2030年，技术成本大幅降低，基础设施也较为完善，产业链有可能实现真正的突破；到2050年，氢燃料电池汽车可能会给传统汽车行业带来质的变化。

市场缺乏面向产品化的技术

环境经济：全国多地不断吹响发展氢能的集结号，出台规划、实施方案、行动计划等，投资界和企业界也不断涌入市场，导致产业同质化现象严重。出现这一现象的原因是什么？

马天才：在碳达峰碳中和目标愿景下，为推动能源结构调整和产业结构转型，今年以来，已有不少地方提出了各自的氢能和燃料电池汽车发展规划。随着氢能产业发展的政策热度升高及技术突破加持，各地各行业入局者众多。

目前来看，氢能也好，燃料电池也好，都已经具备了小规模示范应用的基础。但是，一项技术从实验室走向大规模商业应用，需要不断地进行技术迭代，经过严格的测试验证。

我们有个说法，从实验室的单电池数据到电堆，性能要打六折；从电堆到系统，还要再打六折。业内宣称的燃料电池数据大多是设计指标，或者是实验室台架测试数据。换言之，这些电池产品并未经过充分的实际验证，其实际使用数据与宣传指标可能会有很大出入。

以商用车燃料电池电堆为例，在厂商宣传中，其普遍寿命达8000小时至1万小时，但实际在重载情况下，若按额定功率持续运行，国内外燃料电池系统至少有60%的产品跑不到1000小时。但电堆企业自行验证的动力并不强，这是因为，一辆商用车的燃料电池寿命需要达到2万至3万小时，即便每年进行高强度测试，也需验证近6年。而且，验证费用高昂，100千瓦级的电堆做2万小时的验证，在上海地区的氢气费用就要1000万元。且需要验证的远不止一个电堆，因而验证总体投入费用需以亿元计。

产业同质化现象严重，原因就是缺乏面向产品化的技术。现在的氢燃料电池汽车技术成熟度不高，并不具备大规模生产的条件，不能算是真正意义上的商品。

从企业角度来看，燃料电池汽车行业所用的零部件，主要集中在国内的几家企业，这些企业的产品比较可靠，技术也相对较为成熟，因而最后的成品也非常类似。但新产品要进行市场推广，必然对产品性能提出更高要求，如更高耐久性、满足更广范围使用需求、更具经济性等。然而，这部分工作大家做得还不够。

市场上不少燃料电池汽车企业，各有各的困难，但是几乎都很难实现盈利，面向产品开发进行大投入的耐久性充分验证需要很大勇气。更有甚者，就是冲着补贴去的，由于补贴门槛并不高，所以政策在引导企业技术突破上发挥的作用十分有限。

更关键的一点是，现阶段燃料电池汽车产品经济性不足。所以多数企业要么靠政府补贴，要么靠对未来收益预期的贴现，并没有把精力真正放在做好产品上。

环境经济：如何避免“各自为政、低水平重复建设”的误区，引导产业健康发展？

马天才：总体来说，“讲故事圈钱”、收割智商税、完全依靠政府补贴的时代已经一去不返，市场已逐渐趋于理性、冷静。

作为地方政府来说，布局上马氢能项目时应把握两个关键点：一是当地拥有价格低廉或洁净绿色的氢源，二是当地具备氢能的广泛应用场景或一定的市场需求规模。

作为企业来说，要把主要精力和资源放在技术创新攻关和产品迭代升级上，注重长线投资，扎扎实实把产品做好，把技术做好，通过有优势应用场景的充分测试验证，真正打造具有世界影响力的氢能企业和行业龙头。

资本“热”，市场“冷”

环境经济：当前，资本市场上刮起一股“氢旋风”，能源巨头纷纷抢滩该市场。超过三分之一的央企积极布局氢能全产业链，一些民营企业光伏巨头也强势切入，资本的疯狂追捧将对产业造成什么影响？

马天才：当前，各路资本蜂拥而至，不少企业将目光瞄准氢能领域，我觉得这是好事情。

氢燃料电池汽车背后的产业链生态复杂，包括上游制氢、中游储运、下游加氢及终端应用。如果只有少数几家企业在做，市场很难形成气候和规模。

在降碳背景下，氢能的重要性在国际上日渐受到重视。根据国际氢能委员会今年1月发布的统计报告，至少有包括美国、欧洲和日本在内的18个经济体公开发布了国家氢能源发展战略，这些经济体约占世界经济总量的70%。该机构预计，到2050年，氢能将承担全球18%的能源终端需求，可能创造超过2.5万亿美元的市场价值，减少60亿吨二氧化碳排放；以氢能为核心的燃料电池汽车将占据全球车辆的20%～25%，届时氢能将成为与汽油、柴油并列的终端能源消费主体。

可以说，氢能已成为各国竞相押注的未来能源，是能源竞争的制高点。发展氢能和燃料电池汽车产业，已成为我国乃至世界能源转型和产业调整的重大战略方向。

央企积极布局氢能全产业链，是响应国家氢能发展战略的有力举措。在碳达峰碳中和目标引领下，国家高度重视并积极推动氢能技术和产业的发展，已经将氢能及燃料电池技术列为“十四五”期间能源技术装备的主攻方向和重点任务。氢能成为资本市场追捧的明星，一方面是因为碳达峰碳中和目标给能源消费大户带来减碳压力，另一方面也是基于国家对氢能产业发展潜力的肯定。

一些龙头企业对氢能产业展开大力投资和战略部署，并不是脑子一热，其原因更多是基于自身的资源和技术等优势，在能源转型大背景下，寻找新的经济增长点。一般来说，这些大型企业业务布局较为务实，眼光也比较长远，能够暂时放弃短期利益，踏踏实实地推动产品实现规模化应用和技术迭代，赋能产业实现破局蝶变。

当然，除了一些大型企业的长远布局，其中也不排除相关企业热衷于炒作，以提高自身股价为目的跟风布局。但我们也应看到，资本是产业迅速扩张的有力“催化剂”。为促进行业的健康发展，政府要做的就是加强引导，让企业认清产业发展阶段特性，进行理性投资。

我认为，未来，氢燃料电池最先实现产业化的一定是中国。除了资源禀赋，重要原因之一就是我们拥有“集中力量办大事”的制度优势。

环境经济：尽管资本市场很“热”，但车辆投放未达预期，市场出现“冷”的现象。目前制约氢能发展的主要瓶颈问题是什么？

马天才：产业链条上各环节成本高昂，是制约燃料电池车实现规模发展的痛点之一。

一是基础设施建设不完善。目前我国氢能推广应用场景主要集中在交通领域，但与车辆配套的加氢站、氢气储运等覆盖范围还不够广。

二是加氢成本居高不下。加氢站的建设费用高昂，导致加氢费用贵，无法与燃油车竞争。

三是技术不成熟，尚未实现规模化生产。现在多数项目都处于示范应用阶段，即使加上政府补贴的情况下，项目的经济性也远远未达实现商业化应用的水平。

全产业链条上各个环节都贵，耦合在一起，就造成如今这个局面。发展氢燃料电池的城市，首先要解决的问题就是“氢从哪里来”，氢源是源头保障，是必须考虑的因素。同时要关注的是氢气加注和加氢站，目前压缩机、加氢机等关键设备我国依然高度依赖进口。

以储运环节为例，氢气储运有液氢、高压运氢、管道运氢、通过氨气或甲烷等化合物运氢等多种手段，可根据具体应用场景和成本进行选择。比如大型化工园区可用管网输送；短距离运输则使用高压氢气罐；液氢密度最高，在长途运输中具备经济性，但必须保存在零下252.8摄氏度的极低温之下，否则容易挥发。中国车用氢气以气态运输为主，但当前普遍采用的20兆帕长管拖车的运输效率偏低。据中国氢能产业技术创新与应用联盟测算，这一方式下的单车运氢量约300公斤，不足国外45兆帕高压氧瓶长管拖车运量的一半。

下一个万亿级蓝海市场

环境经济：氢燃料电池汽车如何走出“叫好不叫座”的困境？

马天才：我们常说，氢燃料电池车，卖车的不赚钱，用车的还亏钱。虽然燃料电池技术快速发展，但居高不下的成本仍极大阻碍了国内氢燃料电池汽车的推广。这么高的成本由谁来买单？实际上，对于多数氢燃料电池示范项目来说，政府不补贴，就没有经济性。

近年来，无论是地方政府还是企业，都在观望最新的国家补贴消息。去年9月，财政部等五部门发布了关于开展燃料电池汽车示范应用的通知。但一直到现在，这份正式名单迟迟未公布。

根据通知要求，将对燃料电池汽车的购置补贴政策，调整为燃料电池汽车示范应用支持政策，对符合条件的城市群开展燃料电池汽车关键核心技术产业化攻关和示范应用给予奖励。示范期间，五部门将采取“以奖代补”方式，对入围示范的城市群按照其目标完成情况给予奖励。

对一些地方政府来说，几辆氢燃料电池车可以补贴，但如果市场上动辄投放几千辆上万辆车，就十分考验地方政府的财力了。从另一个角度来看，国家对奖补政策的落地严格把关，也是在行业技术不成熟的阶段不过度放量的一个表现。

以丰田汽车为例，作为全球燃料电池汽车行业龙头，丰田技术和销量都位居全球首位。但即便是丰田的燃料电池汽车，在缺乏补贴的情况下也难以在市场上与传统汽车竞争。近年来，丰田汽车加大与中国燃料电池产业链的合作，其强势进入中国市场的意图在于联合中国公司，在中国政府的补贴下快速推动产品的规模化应用和技术迭代。

环境经济：目前业界的共识是，清洁低碳的绿氢才是氢能实现规模利用的未来。对此您怎么看？

马天才：只有前端氢源足够清洁、低廉且便利，后端汽车应用场景才能真正打通价值链。目前来看，绿氢是与碳达峰碳中和目标愿景最吻合的氢源。可再生能源制氢，是业界公认的最具前景的制氢方式，但现阶段经济性不高。

中国氢能源及燃料电池产业创新战略联盟编著的《中国氢能源及燃料电池产业白皮书2020》显示，我国低碳清洁氢供给能力丰富，可再生能源制氢有望在2030年实现平价。

具体来看，到2025年，我国光伏与风电的新增装机发电成本将降低到0.3元/千瓦时，可再生能源电解水制氢成本降到25元/千克，并能够与天然气制氢进行竞争。到2030年，可再生能源发电成本降低到0.2元／千瓦时后，电解水制氢成本将低至15元/千克，将具备与现在的化石能源加上CCUS技术制氢的价格竞争能力。

例如海上风电制氢，就是氢源“绿化”的典型代表。海上风电制氢可以获得无碳、可储存、可运输的“绿氢”，是一种适合大规模部署的未来能源解决方案。当前，中国已经成为全球海上风电装机量最大的国家。今年以来，广东、福建、江苏等海上风电开发规模较大的省份，纷纷建设或计划建设千万千瓦级以上的海上风电基地项目，推进海上风电大规模发展。

我国可再生能源丰富，潜力巨大，将来随着海上制氢等相关装备和技术的成熟，氢源价格将低于汽油、柴油等，成为低碳时代的重要能源支撑，更会催生数以万亿计的市场。

专家简介：

马天才，国家燃料电池汽车及动力系统工程技术研究中心副主任，中国氢能源与燃料电池产业创新联盟副秘书长，同济大学汽车学院博士生导师，国家863计划项目首席科学家，IEC国际电工学会燃料电池技术专家，中国内燃机学会燃料电池分会副主任委员，全国燃料电池及液流电池标准化技术委员会委员，中国工业节能与清洁生产协会电池回收与再利用分会专家，上海燃料电池商业化促进中心理事，International Journal of Powertrains期刊客座编辑。

主要从事燃料电池为核心的新能源动力系统的研究和产业化工作，拥有20年燃料电池汽车研发经验，作为第一负责人主持了6项国家级科研项目和10余项课题，4项省部级科研项目，开发了200余辆燃料电池汽车和100余套燃料电池备用电源系统，主持参与制定国内外标准16项，发表论文120余篇，授权专利80余项，获中国汽车工业科学技术进步特等奖1项。