氢能先驱郑州宇通细说氢能风口
从郑州到北京，跨越800多公里，只为探求“双碳”目标如何落地。
日前，郑州宇通集团有限公司（以下简称“宇通集团”）100辆氢燃料电池客车开始陆续交付使用，该批车将用于服务北京冬奥会。这标志着宇通客车在氢能领域的探索和布局取得了新进展。
而最近一段时间，围绕氢能的各种消息层出不穷。有观点认为，随着成本下降，氢能汽车将迎来发展风口。
中国氢能产业目前已经发展到什么阶段？取得了哪些经验？氢能产业下一步发展还需要突破哪些瓶颈？为此，《企业观察报》专访了河南省燃料电池与氢能工程技术研究中心主任、宇通客车股份有限公司燃料电池集成科科长张龙海。
研发布局
《企业观察报》：宇通集团早在2009年就开始研发氢燃料电池客车，当时为何决定选择氢能行业？
张龙海：宇通集团按照国家纯电驱动的技术转型战略，早在2009年就开始启动燃料电池客车研发，基于国家制定的电动汽车“三纵三横”（三横：燃料电池汽车、混合动力汽车、纯电动汽车；三纵：多能源动力总成系统、电机驱动系统和控制单元、动力电池和电池组管理系统）的技术路线，宇通集团确立了“三横五纵”的研发布局，开发插电式、纯电动、燃料电池三大动力系统，重点突破动力电池与电池管理、电机驱动与电力电子、电动客车智能化、充电/加氢技术、高效电附件等共性核心技术。
预估2035年氢能商用车超百万辆
《企业观察报》：宇通集团在氢燃料电池客车方面发展状况如何？
张龙海：在整个新能源汽车产业化进程中，宇通集团纯电动客车已经实现规模化推广应用。从1999年研发新能源汽车，经过2009年启动的十城千辆，到现在20余年的时间，在国家和各级政府的指导下抓住了新能源推广的契机，巩固并发挥新能源三电、产业化及规模化优势，将新能源客车产业做到了全球领先。燃料电池从去年开始国家启动试点示范，也算是行业的起步，未来5-10年是燃料电池车的培育发展期。目前，燃料电池车整个市场的保有量约是八九千辆，预计2030-2035年预期能实现百万辆，而且在百万辆以内都是培育发展期，因此，培育发展期还需要5-10年时间。不管是在团队建设还是技术研究上，宇通集团都走在了行业前列，尤其是商用车方面。
配套设施不完善制约发展
《企业观察报》：你刚才说，目前燃料电池车全国保有不到1万辆，那么宇通集团占比是多少？这些车辆主要流向何处？
张龙海：截至到现在，宇通集团累计销售388辆，主要是承担了一些重点的项目。比如，联合国全球环境基金的示范运营项目，河北张家口有85辆，北京延庆刚交付了30辆，还有120辆（不包含在388辆内）没有交付，郑州三期的示范223辆公交车，还有江苏省的首条示范线及山东潍坊示范线，都是我们重点推的项目。
零排放且续航忧虑
《企业观察报》：加氢、充电、加油成本会有多大差距？氢燃料优势在哪里？
张龙海：对于客户来说，成本主要分为车本身的购置成本和燃料使用成本。购置成本在2017年，大概是2万－3万元/千瓦，现在都不到5000元/千瓦。氢燃料电池系统的成本必然随着技术进步、生产规模的扩大而下降。未来如果能做到500元/千瓦，那么200KW大功率发动机的重型商用车，算下来也就10万元左右，与10万元的内燃机也差不多了。
燃料电池中的元素碳、铁是很廉价的，最贵的是铂；要想降低燃料电池系统成本需要降低铂用量，未来铂的使用能够每千瓦降到0.1-0.2克/千瓦，那么一台车用铂20克左右，也就是6000块钱左右。因此从原理上看，成本是不高的，还有下降空间，这是车端的成本。
从燃料消耗成本方面来看，纯电动的最开始成本也很高，大概是6元/瓦时，现在一瓦时还不到一块钱。燃料电池汽车，按氢单价40元/kg计算，每公里2块多钱，运营成本远高于纯电动汽车。与电对比，氢要降到15-20元/公斤；与天然气对比，要降到25元/公斤左右；与柴油对比，得降到30-35元一公斤，在市场才有竞争力。其实燃料电池本身的定位是与纯电动互相补充、长期共存，主要是替代传统能源，因此氢的成本下降目标是25-35元/公斤。
环境适应性是氢燃料电池汽车一大优势，因为氢的存储是物理存储，电的存储是化学存储，化学存储受环境温度的影响是比较大的，物理存储不受环境的影响，氢瓶里面充多少氢就多少氢。一旦到了冬天，随着温度的下降，纯电动车电池的活性都会有所降低，续航里程也会大大缩短。采用燃料电池发电系统作为能量源，克服了纯电动汽车续驶里程短的缺点，其长途行驶能力及动力性已经接近于传统汽车。燃料电池汽车可以车载发电，只要带上足够的燃料，它可以把我们送到任何想去的地方。燃料电池电动汽车在成本和整体性能上（特别是在行程和补充燃料时间上）明显优于其他电池的电动汽车。
此外，燃料电池电动汽车本质上是一种零排放汽车，燃料电池没有燃烧过程，若以纯氢作燃料，通过电化学的方法，将氢和氧结合，生成物是清洁的水，实现了使用过程中的零排放。未来，随着可再生能源发电成本下降，在氢气制取环节如果可以做到零排放，就可以做到燃料电池汽车全生命周期使用的环境友好。
十余年的研发积累
《企业观察报》：目前，宇通集团氢能源技术基础团队是怎么一个状态？
张龙海：宇通集团自2009年开始研发燃料电池客车，围绕整车与燃料电池关键技术和产品研发，宇通组建了以国家万人计划领军人才牵头、25名整车和燃料电池汽车相关领域博士、300余名专业工程技术研发人员组成的研发团队，还有高级别顾问团队。经过12年研发积累，取得了162项国家专利，形成相关标准45项，培养了行业最强实力的研发团队，并战略投资了亿华通、重塑、唐锋等燃料电池关键零部件企业。先后承担了14项国家、省市科技攻关项目，与清华大学、北京理工大学、同济大学等高校、科研院所建立长期合作，有力促进了行业产品与技术进步。
《企业观察报》：宇通集团在氢能技术应用方面取得了哪些突破？能够在短时间内取得技术和产品突破的秘诀是什么？
张龙海：在技术研发方面没有捷径，主要是靠团队人员的努力，以及十几年的研发积累，形成了企业标准、设计规范等技术开发能力。
截至2021年底，宇通累计出口客车超75000辆，累计销售新能源客车160000辆，大中型客车连续多年畅销全球。宇通已完成三代燃料电池客车的开发，正在开发第四代燃料电池城市客车，会进一步突破燃料电池整车技术，提高使用寿命和延长续航里程。现开发完成了8-18米双配置的燃料电池客车产品，进行了实际道路测试，完成了实际道路上的可靠性运行。
在燃料电池系统和氢系统方面，我们经过权威第三方的测试，包括防水、防尘、震动的测试。整车方面，我们也进行了包括碰撞、涉水等可靠性的测试，保障了整车运行可靠。宇通燃料电池客车已累计运营超过3000万公里，验证了在实际道路情况下，车辆的启动、上坡下坡、拥挤、半拥挤路况加氢等等的表现。我们也进行了低温环境适应性试验，在模拟环境舱里面冷冻超过20小时，15分钟内燃料电池系统可以正常启动。在规模方面，形成了以郑州为中心，辐射河北张家口、江苏张家港、山东潍坊、贵州六盘水等地的运营网络，可为客户提供涵盖制氢、运氢、加氢和运营在内的整体解决方案。
自建加氢站
《企业观察报》：在氢能发展过程中遇到的最大困难是什么？如何克服？
张龙海：困难肯定会有。在2017年开发公交车时，公交车的发动机只有30个千瓦，实际供电只有20多个千瓦，20多个千瓦刚好够整个车的运行，而且故障率较高。那时团队需要一直跟车维护，经过坚持实车验证及技术迭代，直到2018年第一批车推出后，情况慢慢变好。另外，基础设施一开始也不完善，严重制约研发进展，因此通过自力更生，我们在厂区的东南角建了一个加氢站，这是中原地区第一个加氢站。
加快解决“卡脖子”技术
《企业观察报》：氢能产业发展还存在哪些亟须补上的短板？你有哪些建议？
张龙海：一是在燃料电池环节，产业化尚处于早期，经济性短板突出。主要是氢能及燃料电池部分关键零部件、核心原材料环节上国产化缺失，进口依赖度高，导致价格居高不下。比如催化剂，还没有到批量生产，碳纸基本上还是日本东丽和德国垄断。
二是用氢难度较大、成本较高。我国各地区氢能产业发展多处于示范阶段，基础设施数量严重不足和区域分布不均衡。加氢站数量是衡量产业发展的重要参考指标，目前国内运营和在建的数量较少，而且主要分布在长三角、珠三角和京津冀，配套设备也还处于示范阶段。氢气的成本居高不下，氢能产业处于商业化前期，尚难通过规模化生产降低制氢成本。同时，加氢站建设成本也较高，投入回报率低，目前暂不具备经济效益，推行难度较大。
三是制氢技术薄弱、碳排放量较大。依据制取方式和过程中碳排放量的不同，氢气可分为化石能源燃烧产生的灰氢、通过碳捕集和封存技术来减少碳排放制取的蓝氢，以及由清洁能源和可再生能源制取的绿氢。近年来，我国煤制氢占比高达62%，而全球水平氢气供给中仅有18%为煤制氢。在以煤炭作为制氢主要材料的情况下，碳排放水平相比直接使用煤炭所差无几，无法达到低碳的要求，还需加大研发和应用绿氢制造技术的比例。
四是建议从国家层面加快突破燃料电池及氢气制储运加环节“卡脖子”技术，扩大推广规模。建设氢能产业示范区，创新体制机制、探索新商业模式、先行先试前沿技术及装备。支持国家燃料电池汽车示范城市群项目，挖掘、开发应用场景，鼓励因地制宜探索多元化制氢技术路线，出台和落实电解水制氢的电价优惠政策，鼓励支持能源企业参与制氢—氢能交通项目，突破可再生能源“隔墙售电”等限制；对基础设施建设进行补贴，推广油氢合建、站内制氢—加氢母站等创新模式，对氢燃料电池车辆示范性运营给予持续性资助。