隨著能源、環境、氣候變化問題的日益突出，全球能源正在向低碳、低污染轉型。氫能既可以滿足資源、環境和可持續發展的要求，又能帶來巨大的經濟效益，在世界能源轉型中，氫能的決策、價值備受重視。
據統計，已有30多個國家發布了氫能路線圖，宣布了200多個氫能投資計劃，積極支持氫能與燃料電池產業，全球氫能產業建設達到了一個小高潮。
氫燃料電池汽車既有傳統燃油車續航里程長、燃料加注時間短、環境適應性好的特點，又有純電動、零排放的優點，可助力大氣污染治理，是替代傳統燃油車的理想選擇。同時，氫燃料電池汽車的基礎設施建設邏輯和燃油車十分類似，可以借助現有加油站網絡建設油氫合建站，節約運營管理成本，助力傳統能源運營商向低碳轉型。
因此，不管從交通減碳，還是從帶動傳統能源企業轉型來看，氫燃料電池汽車都是當前先立再破、減碳基調下，中國推動能源轉型升級的絕佳實驗場和突破口。
冬奧會上的氫燃料電池汽車
近年來，北京億華通公司先后承擔國家科技部和北京市相關項目共計28項，其中涉及冬奧場景應用項目共6項。
通過項目的支持，億華通針對氫燃料電池發動機大功率和高功率密度、長壽命、高可靠性、環境適應性（高海拔、超低溫）等關鍵核心技術問題進行攻關，完成了30~120kW燃料電池發動機的開發，并于2021年12月發布了國內首款額定功率達到240kW的車用燃料電池系統，功率密度可達到800W/kg以上，可實現零下35℃低溫啟動。
為適應冬奧會賽區的超低溫環境，億華通攜手福田歐輝客車，于2020年1月在海拉爾完成了極寒測試。結果顯示，氫燃料電池客車在零下30℃的環境下放置超過8小時后，進行了超低溫冷啟動測試，116秒成功啟動。
2021年2月，搭載億華通燃料電池系統的80輛汽車在零下20℃環境下，順利通過“相約北京”系列冬奧測試賽，車輛在低溫啟動、雪地爬坡、續航能力等方面均符合冬奧測試要求。2021年11月20日至2022年1月2日，系列車輛順利通過三次冬奧賽前測試，完成賽區全閉環轉運演練、冬奧村全流程全要素壓力測試、2021/2022國際雪聯跳臺滑雪洲際杯、2021/2022國際雪聯北歐洲際杯測試等賽前檢驗，車輛運營狀況良好。
北京2022年冬奧會期間，億華通服務保障團隊在延慶、崇禮及北京主賽區為冬奧交通車輛提供服務保障工作，并定時對車輛進行點檢、巡檢、保養，保障車輛具備良好運行狀態，順利完成接駁任務。
據統計，冬奧會期間紅線內有569輛搭載億華通發動機的氫燃料電池汽車，京張兩地共700余輛搭載億華通發動機的燃料電池汽車服務冬奧會，接駁車輛圓滿完成出勤任務，為助力綠色冬奧、科技冬奧作出了貢獻。
北京2022年冬奧會的考驗，進一步驗證了億華通產品及核心零部件的可靠性、環境適應性等關鍵性能，為氫燃料電池車的產業化推廣奠定技術基礎。
截至目前，搭載億華通氫燃料電池系統的車輛已在北京、上海、張家口、成都、淄博等16個城市實現商業化運營，累計運營車輛1800余臺，單車最高行駛里程超過21萬公里。
氫燃料電池技術進展明顯
目前，我國已經掌握了燃料電池及核心零部件自主化開發核心技術，產品在功率密度、低溫啟動能力、經濟性等方面已取得明顯進步。
產業鏈建設方面，我國氫燃料電池汽車的自主化產業生態體系基本建立，燃料電池系統電堆、膜電極等系統已經基本實現國產化，質子交換膜、碳紙等正在進行批量化驗證。
車載氫系統方面，高端碳纖維基本實現攻關，部分高壓管閥件也有企業重點攻關，預計經過4年的示范，燃料電池汽車專用部件有望實現完全自主，對降低產業成本起到極大的促進作用。
加氫站是燃料電池汽車產業發展的基礎，上海、北京、佛山等地已率先制定或出臺了明確的加氫站管理制度及支持政策，加氫站建設進程加快。截至2021年底，全國共建成230座加氫站，同比翻倍，在站用設備自主化方面也取得一定成績。以站用壓縮機為例，目前建成的加氫站當中，60%以上采用自主化壓縮機，有利于降低建站成本。
資本助力方面，碳達峰碳中和目標和氫能政策的逐步明確，使氫能的地位逐步提高，吸引資本追逐。據統計，2021年1~7月，國內氫能產業公開投資總額超過2500億元，同比增長90%。從投資項目數分布來看，燃料電池環節是產業投資最活躍的領域，制氫環節呈現快速上升趨勢。資本的介入不但為產業注入了充足的資金，提高了產業公信力，更能促進戰略資本與氫能企業間資源的整合，加快產業發展。
目前，中國氫能與燃料電池產業已經進入了規模化示范的新階段，未來車用市場仍然是產業發展的重要突破口。基于城市群示范計劃，燃料電池汽車應用領域將拓展至線路固定、便于進行加氫站建設的中重卡及中長途旅游客運，2025年市場規模將達到5萬~10萬輛，車用氫氣需求將超過20萬噸/年；到2030年，隨著加氫站網絡建設成果初具成效，各環節成本進一步下降，氫燃料電池汽車應用領域逐步擴展至汽車應用全市場，市場進入快速發展期，車輛規模超過100萬輛，車用氫氣需求將達到400萬噸/年。
多方發力 推動產業健康可持續發展
持續的技術創新是推動產業進步的關鍵。為滿足不同階段市場擴展需求，燃料電池發動機系統需向輕量化、高里程、長壽命、低成本、強環境適應性發展。另外，為提升產品續航能力，高儲氫密度、車載氫系統開發也尤為重要。
除技術創新外，快速降低成本也尤為重要。以燃料電池降低成本為例，一方面可以從整合集成、變更材料等維度出發，在提升性能的同時推進技術降低成本。如億華通在新一代產品上采用脈沖引射方案，替代傳統氫氣循環泵，不僅降低了系統的重量，也使單臺成本降低2萬多元。另一方面，加速規模化也是實現降低成本的有效途徑。根據美國能源部測算，當燃料電池發動機年產量達到50萬套時，成本可以下降至45美元/千瓦，與傳統內燃機成本相當。
為了給后續更大規模的應用做好準備，建議建立可復制的綠色產業生態。如張家口在當地政府的大力支持下，以豐富的風電資源為基礎，將綠電資源與綠氫技術相結合，通過有效的市場拉動，快速完成了集制氫、加氫、氫能裝備制造、氫燃料電池汽車應用為一體的產業生態的搭建，為其他地區發展氫能與燃料電池產業提供了寶貴的經驗。
支持產業可持續發展，還需要氫源端和政府端、政策端給予支持。氫能供應保障體系需要跟上燃料電池汽車推廣的節奏，建議建立涵蓋制、儲、運全鏈條的經濟低碳氫能保障體系，引導綠氫制備，提升氫氣儲運能力，適當超前布局加氫站。
在政策方面，建議拓展燃料電池汽車示范城市群，將基礎好且地方發展積極性強的成都、重慶等地區納入示范城市群，以規模化發展支撐產業化進步。■
（作者系北京億華通科技股份有限公司常務副總經理，鄭金武采訪整理）