从补贴政策看影响我国燃料电池乘用车发展的技术因素

       摘要：针对我国燃料电池乘用车相对商用车“难产”的现状，国内除了政策引导外，2018年还修改了相应的补贴政策，旨在激励国内燃料电池功率密度的快速提升。

　　2018年财政部、工信部等四部委发布了《关于调整完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》，其中虽然燃料电池汽车补贴力度不变，但从技术层面对燃料电池汽车提出了燃料电池系统额定功率与驱动电机额定功率比值的要求。本文主要从乘用车额定功率不足的角度，简析燃料电池汽车补贴政策的变化及技术的突破方向。

　　燃料电池乘用车额定功率50kW，影响整车商业化发展

　　国内燃料电池乘用车与国外量产车型相比，在整车集成、经济性和续驶里程等方面差距不大，在混合动力系统集成及控制水平上的差距也不大，但在燃料电池系统的功率上明显低于国外水平，国内典型轿车例如上汽荣威950的燃料电池系统额定功率在50 kW左右，而国外的量产车型基本在100 kW以上。提高燃料电池乘用车的额定功率，是影响整车商业化的关键因素之一。

　　政策引导燃料电池功率向90 kW水平提升

　　2016年国家发改委、工信部、国家能源局在联合印发的《中国制造2025——能源装备实施方案》中指出要在2025年实现燃料电池系统的高比功率;2017年由中国汽车工程研究院牵头，联合28家相关领域单位制定的《节能与新能源汽车技术路线图》中又对电池功率作了详细阐述，目标在2015年至2025年，燃料电池系统额定功率从35 kW提高至70 kW，体积功率比由2.0 kW/L提升至3.0 kW/L，2025至2030年，再分别提升至90 kW和3.5 kW/L。

　　表1 《技术路线图》燃料电池系统额定功率及体积比功率规划

　　(数据来源：五度易链研究中心)

　　汽车补贴力度不变，但提出分级补贴新要求

　　中央补贴方面，2018年财政部、工信部等四部委发布的《关于调整完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》中提到燃料电池汽车补贴力度不变，即燃料电池乘用车依然按燃料电池系统的额定功率进行补贴，补贴标准为6000元/kW，上限为20万元/辆;轻型燃料电池客车、货车以及大中型客车、中重型货车依然采用定额补贴方式，补贴上限分别为30万元/辆和50万元/辆。但燃料电池汽车拿到的补贴在燃料电池系统额定功率与驱动电机额定功率比值不低于30%的基础上，比值介于0.3(含)～0.4之间的车型按0.8倍补贴，比值介于0.4(含)～0.5之间的车型按0.9倍补贴，比值在0.5(含)以上的车型按1倍补贴。

　　表2 2013年～2018年燃料电池补贴政策对比

　　(数据来源：五度易链研究中心整理)

　　地方补贴方面， 在广东、上海、武汉、重庆、西安、河南、海南和青海8个省市已出台的补贴政策中，广东和上海支持燃料电池的高功率补贴，其中，广东提出按照燃料电池装机额定功率，最高按中央补贴标准1:1进行补贴;上海提出燃料电池系统功率不低于驱动电机的50%或60kW，按照1:1，其他按照国标0.5倍补贴。

　　表3 燃料电池汽车地方补贴政策

　　(数据来源：五度易链研究中心整理)

　　乘用车安装空间有限，高功率需高体积功率比支持

　　国内商用车实现量产而乘用车“难产”的根本原因在于燃料电池体积比功率密度远远低于国外先进水平，目前国内燃料电池汽车与纯电动汽车相比，相同额定功率的商用车燃料电池系统体积小于蓄电池组，而乘用车则远远大于蓄电池组，在车身提供燃料电池安装空间有限的条件下，限制了燃料电池系统的总功率。

　　缩小双极板体积、提高膜电极功率是技术发展的方向

　　燃料电池系统的主要组成部分是燃料电池电堆，目前国内燃料电池电堆主要采用的双极板主材为石墨材料，体积较大;并且内部膜电极的三个组成材料质子交换膜、催化剂和气体扩散层虽多为进口，但由于“CCM三合一”生产工艺的原因，产品效率还有很大提升空间。因此，燃料电池汽车电堆系统的体积功率比主要由双极板体积和膜电极功率密度决定。

　　双极板方面，国内应用较多的石墨双极板已实现量产，而体积更小的金属双极板主要有新源动力股份有限公司、大连化学物理所等在积极研发。

　　膜电极方面，国内功率密度已从0.35W/cm₂@0.7V的水平提升到了目前的0.8～1.0W/cm₂@0.7V的水平，主要有苏州擎动科技有限公司、武汉理工新能源、华源氢能等企业生产研发。

　　结语

　　在我国燃料电池乘用车“难产”的现状下，政府制定专门的产业政策、采用补贴的手段，引导燃料电池向高功率方向发展。现状的背后主要是由于国内燃料电池系统体积功率比不高的原因引起的，因此，要想实现燃料电池乘用车的商业化应用，技术方面必须向缩小双极板体积和优化膜电极生产工艺的方向发展。