文/中国科学院院士、清华大学教授，欧阳明高
关于氢能燃料电池，氢能燃料电池今年是一个大热点，年初“两会”代表热议氢能成为媒体的热点，电池充电加氢基础设施写入政府工作报告，2019年被认为是中国氢能的元年。中国工程院发布的全球工程前沿2019，动力电池被提到4次，燃料电池提到2次，氢能与可再生能源提到4次，电驱动、混合电动驱动系统提到2次。
我个人认为，氢能是新能源技术体系的重要组成部分。通过氢能把可再生能源发的不稳定的电，通过电解水制氢把它转换成氢能。所以氢能的合理性取决于它在可再生能源转型中的大规模能量储存。小规模、短周期储存其实锂离子动力电池等已经非常优秀。
但是大规模、长周期需要氢能，尤其是中国西北部的这些集中式的，一望无际的光伏和风电，需要大规模、长周期的储存。另外，氢能有多元化利用需求，不仅仅是车要用，将来发电、航空、供热、工业原料、农业化肥、甚至医学、炼钢等等都要用。
从固定式储能角度看，氢能有几个优点：第一个，储氢比电池储电要便宜。如果车下储能的话，大概要差一个数量级，因为我一公斤氢是34度电，大家知道再便宜的电池，要是储能电池怎么也得800元/千瓦时，目前因为它是长寿命，储能电池一般要9000次循环寿命，所以一般要1千元/千瓦时以上，而氢能储能装置大概储1千瓦时能量约需100元（当然车载的时候情况不一样，因为车载由于体积限制加之氢燃料电池发电效率比电力电池储电效率低，所以会下降到3至5倍）。
第二，跟储电有互补性。电池是高频双向调节，氢能是低频调节，这两个是互补的。
第三，作为商品的属性更好，比如现在日本从澳大利亚购买液氢。与电比，氢相对作为一个商品属性会更好。
第四储运方式灵活多样，有特别不合理的，但是也有合理的，现在在这上面争议很多，比方说长管拖车，不经济，你要是做管道运氢，建设成本又太高，所以在这儿纠结，当然这就要创新了。比方说我们可以长途输电、当地制氢。比如西部2000公里先把电输到北京附近再制氢，无论在哪里制氢对电网负荷的调节作用是类似的。现在国家电投已经在做示范。
对于燃料电池，日本汽车公司的想法大多是天然气重整制氢，比如美国家家都有天然气，他给你卖一个像洗衣机一样的装置，在家制氢，而且本田公司搞的制氢装置出来就是高压，它是这么规划的。而且这个制氢的效率是70%，车上动力系统效率可以到60%，因为燃料电池有效效率大概50%，挺高的。
燃料电池的效率也足够高，日本提了一个很激进的目标，60%到80%，这样一来技术经济性就很优异了。但是这需要科学技术的新突破，战略思维的新理念和商业化的新模式，这个不是一蹴而就的，需要时间。目前发展燃料电池汽车的现实挑战还是氢能燃料电池全链条的技术经济性。
多大的挑战呢?可以给大家看一个例子，日本氢能燃料电池乘用车技术路线图，2025年轿车燃料电池 储氢瓶 电池=5万元，但是500公里纯电动的动力电池约4万元，就是说500公里的车你在2025年就按照乐观的估计还是没法跟纯电动进行比较的。另外，它的动力系统的总体积会比纯电动大，因为它不仅要储氢、还有燃料电池，加起来的体积会比扁平化的电池体积要大，这样会挤占乘员的空间。另外，氢燃料电池轿车使用能耗和维保的费用会大大高于纯电动，除非你是换电池，2—3元/度，当然贵。但家用纯电动车一般不会那么做，大多数是的在家里慢充。
所以我们要给氢能燃料电池汽车定位。相对而言，氢燃料电池动力系统更适合于长途、大型、高速重载，应用于重型车，即柴油车。而锂离子电池最适合汽油乘用车。有人说你替代柴油机有必要吗，那才几辆，大家可别小瞧，虽然柴油车的数量比汽油车少很多，但是柴油消耗的总量，就是车用柴油与汽油消耗总量是差不多的，一辆柴油车至少顶10辆乘用车的油耗，排放总量也差不多，所以意义还是很大的。除此之外，还有轮船、飞机、潜艇、火车、作业机械等。
从商用车角度看现在面临的挑战还是氢运输、车载储氢和加氢站。虽然你储氢比储电的成本要低，但是你的体积大。经常有人说氢能是能量密度最高的能源，但是那是重量能量密度，如果是体积能量密度就差不多是最低的了。另外，我们现在建加氢站还是比较贵的，而且对安全要求很高。
正是还有这些瓶颈，所以创新非常活跃，当然也有一些伪创新或者伪装成创新实际骗钱的这种东西也很多，大家也看到这一年来有不少报道。就是因为我们还有挑战，还不是最优方案，所以各种各样东西都冒出来了，当然需要创新，但是也要甄别伪创新。
最后，我对氢能燃料电池汽车做一个小结。氢能战略的必要性没有问题，但现实的技术经济性也是全球面对的共同挑战，出路在于创新。当前的市场突破口在哪里呢？
首先，在弃风弃电弃水和副产氢富余的地方，尽量在当地使用，别长距离运输，一运就贵了。尽量是低成本、高安全储氢瓶能够覆盖的里程范围，比如35兆帕的氢瓶已经比较便宜了，可以用了。
最好在温度较低的北方地区，为什么?我们燃料电池有百分之四五十是废热，这个在南方就不好用了，在北方可以用来取暖，反倒如果纯电动在北方还得用电来供暖，所以在这些地方是有竞争力的。主要还是在刚刚说的商用车上。
还有地方政府愿意支持并且有大型能源企业愿意建加氢站。满足这些条件的就是市场突破口。现在还不是大范围全面铺开的时候，而是要重点突破，示范带动，以点带面，行稳至远，避免大起大落。
氢能燃料电池汽车下一个目标重点是冬奥会的氢能示范，这是全球最大规模的氢能燃料电池汽车示范工程，只要把这件事做好，氢能汽车后面的发展就会比较顺利。我们现在正在为此努力，希望得到大家的支持。
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