10月26日，中國汽車工程學會在其年會上發(fā)布了《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》，包括節(jié)能汽車、純電動和插電式混合動力汽車、燃料電池汽車、智能網(wǎng)聯(lián)汽車、汽車制造技術(shù)、汽車輕量化技術(shù)及動力電池技術(shù)等七大領(lǐng)域未來15年的發(fā)展路線制定。工業(yè)和信息化部裝備工業(yè)司副司長瞿國春強調(diào)，路線圖為汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展指明了發(fā)展方向，明晰了重點和路徑，希望成為行業(yè)一致的行動指南。

   為了詳細解讀這份關(guān)乎中國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的七大路線圖，第一電動網(wǎng)將結(jié)合《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》完整版，分七篇逐一介紹七大技術(shù)路線圖的制定背景以及詳細的發(fā)展規(guī)劃。

   氫作為交通運輸行業(yè)的儲能物質(zhì)，具有可以大規(guī)模穩(wěn)定儲存、持續(xù)供應(yīng)、遠距離運輸、快速補充的特點和優(yōu)勢，在未來以分布式為主、排放量為特征的能源構(gòu)架中，氫能源系統(tǒng)會與電力系統(tǒng)并存互補，共同滿足交通運輸、家庭生活、工業(yè)生產(chǎn)的能源需求。

（圖片來源：第一電動網(wǎng)）

   交通運輸碳排放量在未來相當長的時間內(nèi)仍將持續(xù)增長，公路運輸領(lǐng)域是增長的重點。因此，氫能燃料電池商用車在我國交通節(jié)能減排中具有重要的戰(zhàn)略作用。我國交通領(lǐng)域能耗和碳排放具有顯著的構(gòu)成特點，公路運輸?shù)亩趸寂欧帕空急茸畲螅坟涍\和城市客運碳排放占比63%和23%(2012年)，是減排的重點領(lǐng)域。

   在中國制造2025戰(zhàn)略規(guī)劃中，對燃料電池汽車做出了相關(guān)要求。在2025年，燃料電池汽車年產(chǎn)銷10萬輛。以城市私人用車、公共服務(wù)用車的批量應(yīng)用為主，實現(xiàn)燃料電池技術(shù)的推廣應(yīng)用。通過優(yōu)化燃料電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計，加速關(guān)建部件產(chǎn)業(yè)化，大幅降低燃料電池系統(tǒng)成本。在燃料電池系統(tǒng)技術(shù)方面，突破高可靠性膜、催化劑及雙極板，供給系統(tǒng)關(guān)鍵部件高可靠性等技術(shù)難題。在關(guān)鍵零部件方面，燃料電池冷啟動溫度降至-40℃以下，質(zhì)量比功率達到2.5kW/kg，壽命超過500h，產(chǎn)能超過1萬套。

氫能燃料電池汽車發(fā)展歷程

   2000年之前，主要完成了氫能燃料電池汽車的概念設(shè)計和原理性驗證；2000年以后，開展燃料電池攻關(guān)研究，陸續(xù)進行技術(shù)驗證性示范考核；2010年開始，在特定用途領(lǐng)域商業(yè)化并取得成功；在2015年以后，乘用車開始面向部分區(qū)域的私人用戶銷售，初步進入商業(yè)化階段。

   中國：基本完成了燃料電池電動汽車的性能研發(fā)階段，整車性能已經(jīng)達到傳統(tǒng)汽車水平，解決了示范中發(fā)現(xiàn)的核心技術(shù)問題中發(fā)現(xiàn)的核心技術(shù)問題。燃料電池商用車的可靠性、經(jīng)濟性和便利性滿足商業(yè)示范運營需求。燃料電池乘用車的性能接近用戶接受的水平。燃料電池電堆技術(shù)基本滿足車用要求，車用燃料電池系統(tǒng)功率密度提高1倍以上。車用燃料電池成本接近實用化要求。

   美國：2005年8月，美國國會通過了新的能源法案，氫能被列入“主流能源”選擇之一；在2010年后陸續(xù)發(fā)布了氫能與燃料電池計劃(2011年)、氫燃料電池技術(shù)評價報告(2012年，部分更新到2015年)，近十年的研發(fā)總投入達到24.5億美元，示范的各類道路車輛超過180輛，并在特種用途車輛(叉車)推廣超過8000輛。

   2013年5月，美國能源部(DOE)成立了推進氫基礎(chǔ)設(shè)施的聯(lián)盟“H2USA”，該計劃目標是通過創(chuàng)立公眾-私人伙伴計劃克服建設(shè)氫基礎(chǔ)設(shè)施面臨的障礙，從而促進氫燃料電池汽車在全美的商業(yè)推廣。

   歐盟：2003年制定《歐盟氫能路線圖》，5年內(nèi)投入20億歐元，用于氫能、燃料電池及燃料電池汽車的研發(fā)與示范。2008年，歐盟、歐洲工業(yè)委員會和歐洲研究社團聯(lián)合制定了2020年氫能與燃料電池發(fā)展計劃。2014年發(fā)布《地平線2020》計劃繼續(xù)支持“燃料電池與氫能聯(lián)合執(zhí)行體(FCHJU)”戰(zhàn)略目標：2020年氫燃料電池汽車保有量50萬輛、加氫站1000座、氫氣50%來自非化石能源。

   日本：2013年6月，日本政府發(fā)表的《日本再興戰(zhàn)略——JAPAN is BACK》提出，要擴大家庭用燃料電池普及，從2015年開始要大力推廣燃料電池車并實現(xiàn)全球最快普及。2014年7月，日本經(jīng)產(chǎn)省公布《氫能源白皮書》，介紹了氫作為能源利用的意義、建設(shè)氫社會的政策動向、制造、運輸、存儲、利用等技術(shù)發(fā)展以及現(xiàn)在的課題和今后的發(fā)展方向等。2014年發(fā)布了氫能/燃料電池戰(zhàn)略發(fā)展路線圖，明確了氫能應(yīng)用戰(zhàn)略步驟及目標。

國內(nèi)氫能源電池汽車技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

   經(jīng)過863計劃，我國初步掌握了燃料電池關(guān)鍵材料、部件及電堆的關(guān)鍵技術(shù)，基本建立了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的車用燃料電池技術(shù)平臺，燃料電池在國內(nèi)外開展了多次示范運行。2015你那，燃料電池系統(tǒng)技術(shù)現(xiàn)狀：-20℃啟動及-40℃存儲、壽命3000h；功率密度2kW/L、比功率1kW/kg；能量效率60%；鉑擔量0.6g/kW。燃料電池汽車：百公里氫能耗≤8.5kg(客車)，≤1.1kg(轎車)；開展了北京、上新加坡等不同環(huán)境的考核運行；具備百輛級動力系統(tǒng)與整車生產(chǎn)能力。

   HFCV產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)與制約因素：功率密度是車用燃料電池的動力輸出指標，它對燃料電池動力系統(tǒng)的小型化、輕量化以及成本的影響最大。壽命是燃料電池動力系統(tǒng)實現(xiàn)車用的基本指標。優(yōu)化電堆及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，強化電池的管理，也是提高電堆耐久性的有效措施。成本是車用燃料電池動力系統(tǒng)開發(fā)的導(dǎo)向性指標。

   制約我國氫能燃料電池汽車的關(guān)鍵指標：1、燃料電池的耐久性問題，國內(nèi)相關(guān)企業(yè)氫燃料電池的穩(wěn)定壽命還在3000小時左右，而國際先進技術(shù)已經(jīng)可以達到5000小時以上。2、關(guān)鍵材料和核心零部件薄弱：燃料電池用電催化劑、質(zhì)子交換膜、炭紙等關(guān)鍵材料的開發(fā)多停留于實驗室和樣品階段，空氣壓縮機和氫氣回流泵等關(guān)鍵部件沒有產(chǎn)品供應(yīng)。3、氫氣儲存問題，儲氫材料的儲氫容量重量比至少要達到5%-7%才有實用價值，35MPa的碳纖維纏繞金屬內(nèi)膽氣瓶(Ⅲ)的儲氫密度為3.9%，需要開發(fā)碳纖維纏繞塑料內(nèi)膽氣瓶Ⅳ(5.5%)。

氫能燃料電池汽車總體技術(shù)路線圖