以新型舉國(guó)體制優(yōu)勢(shì)強(qiáng)化國(guó)家戰(zhàn)略科技力量已成為中國(guó)的一項(xiàng)基本國(guó)策，其實(shí)踐對(duì)象包括了氫燃料電池技術(shù)。

但是，對(duì)于氫燃料電池車輛而言，不僅僅只有中國(guó)，歐盟和美國(guó)也在以舉國(guó)體制進(jìn)行研究和開發(fā)。

/中國(guó)篇/

十八大報(bào)告指出：“實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略。科技創(chuàng)新是提高社會(huì)生產(chǎn)力和綜合國(guó)力的戰(zhàn)略支撐，必須擺在國(guó)家發(fā)展全局的核心位置。”并強(qiáng)調(diào)要“完善知識(shí)創(chuàng)新體系”，“搶占科技發(fā)展戰(zhàn)略制高點(diǎn)”。

為落實(shí)“十四五”期間國(guó)家科技創(chuàng)新有關(guān)部署安排，國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃啟動(dòng)實(shí)施“氫能技術(shù)”和“新能源汽車”重點(diǎn)專項(xiàng)。根據(jù)重點(diǎn)專項(xiàng)實(shí)施方案，“氫能技術(shù)”重點(diǎn)專項(xiàng)以推動(dòng)能源革命、建設(shè)能源強(qiáng)國(guó)等重大需求為牽引，系統(tǒng)布局氫能綠色制取、安全致密儲(chǔ)輸和高效利用技術(shù)。“新能源汽車”重點(diǎn)專項(xiàng)解決新能源汽車產(chǎn)業(yè)卡脖子關(guān)鍵技術(shù)問題，突破產(chǎn)業(yè)鏈核心瓶頸技術(shù)。

近期，國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“新能源汽車”重點(diǎn)專項(xiàng)燃料電池項(xiàng)目2022年度擬立項(xiàng)項(xiàng)目公示，

列出燃料電池重點(diǎn)專項(xiàng)牽頭單位。

項(xiàng)目名稱：乘用車用高功率密度燃料電池電堆及發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)；牽頭單位：國(guó)家電投集團(tuán)氫能科技發(fā)展有限公司。

項(xiàng)目名稱：重卡用高載荷長(zhǎng)壽命燃料電池電堆及發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)；牽頭單位：上海重塑能源集團(tuán)股份有限公司。

上述兩個(gè)項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容和考核指標(biāo)如下：

商用車用大功率長(zhǎng)壽命燃料電池電堆及發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)(共性關(guān)鍵技術(shù))

研究?jī)?nèi)容：

研發(fā)適用于重載車輛的大功率燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的高效長(zhǎng)壽命供氫、供氣、水熱管理、DC/DC 等核心部件；

研究重載車輛用大功率燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)多功率模塊控制技術(shù)；

研究重載 車輛燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)匹配與集成及系統(tǒng)仿真技術(shù)；

開展大功率燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)低溫冷啟動(dòng)、環(huán)境適應(yīng)性（高低溫、高海拔）、電磁兼容（EMC）等測(cè)試與評(píng)價(jià)方法研究，建立重載車輛燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的快速測(cè)評(píng)規(guī)范。

研究涵蓋初始加載方法、循環(huán)工況加載方法、性能復(fù)測(cè)方法以及氣密性和絕緣電阻復(fù)測(cè)方法，以及燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)耐久試驗(yàn)后的電壓衰減、功率衰減、效率衰減等評(píng)價(jià)指標(biāo)，并研究制定相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或指導(dǎo)性技術(shù)文件；

研究長(zhǎng)壽命電堆的膜電極、雙極板及其匹配技術(shù)，研究大功率電堆的高可靠集成和控制技術(shù)，研發(fā)電堆的長(zhǎng)壽命控制策略和電堆高效運(yùn)行操作邊界設(shè)計(jì)方法及加速測(cè)試驗(yàn)證技術(shù)；

研究重載車輛燃料電池電堆及發(fā)動(dòng)機(jī)批量化制造的裝備技術(shù)，形成批量化生產(chǎn)能力。

考核指標(biāo)：

采用項(xiàng)目研發(fā)的空壓機(jī)和氫循環(huán)系統(tǒng)集成的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)，額定功率≥300千瓦；

在峰值功率下，質(zhì)量功率密度≥550瓦/公斤、體積功率密度≥600瓦/升；

最高效率≥60%，額定效率≥50%；

系統(tǒng)最高工作溫度≥95℃，實(shí)現(xiàn)-40℃儲(chǔ)存與-30℃低溫自啟動(dòng)；

3000米海拔額定功率損失不超過20%；

5000小時(shí)工況循環(huán)測(cè)試后額定功率下效率衰減≤5%；

平均無故障運(yùn)行時(shí)間≥1000小時(shí)，

批量化產(chǎn)能≥10000臺(tái)/年，完成裝車驗(yàn)證和整車產(chǎn)品公告，制定商用車燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)耐久性測(cè)試團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)/國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿1項(xiàng)。

采用項(xiàng)目研發(fā)的質(zhì)子交換膜、炭紙、催化劑、膜電極和雙極板集成的燃料電池電堆，

峰值功率≥200千瓦；

在峰值功率下，質(zhì)量功率密度≥3.0千瓦/公斤、體積功率密度≥4.0千瓦/升；

最高工作溫度≥95℃，支持-40℃低溫啟動(dòng)；

5000小時(shí)工況循環(huán)測(cè)試后額定功率下效率衰減≤5%，同時(shí)，按照國(guó)標(biāo)340h測(cè)試預(yù)測(cè)耐久性大于20000小時(shí)后，額定功率下效率衰減≤10%；

形成批量化生產(chǎn)能力，萬套級(jí)電堆成本≤700元/千瓦。

/歐盟篇/

歐盟Clean Hydrogen JU

歐盟多年來一直支持氫的研究和創(chuàng)新。Clean Hydrogen JU是Fuel Cell and Hydrogen JUs (FCH JU and FCH 2 JU)的延續(xù)，其目標(biāo)是確保發(fā)展全氫供應(yīng)鏈，為歐洲經(jīng)濟(jì)服務(wù)。

根據(jù)Clean Hydrogen JU的新計(jì)劃結(jié)構(gòu)，7個(gè)“支柱”包括氫生產(chǎn)、氫儲(chǔ)存和分配、氫最終用途-運(yùn)輸、氫最終使用-清潔熱和電力、交叉問題、氫谷和氫供應(yīng)鏈。每個(gè)支柱都由一組研究領(lǐng)域組成，這些研究領(lǐng)域?qū)w類似相關(guān)主題的項(xiàng)目進(jìn)行分組。

氫氣儲(chǔ)存和分配（支柱2）對(duì)于建立儲(chǔ)存和運(yùn)輸氫氣的必要物流基礎(chǔ)設(shè)施至關(guān)重要。共有11個(gè)項(xiàng)目研究了各種運(yùn)輸和儲(chǔ)存氫氣的方案。

支柱3包括28個(gè)項(xiàng)目，包括實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)的研究項(xiàng)目和示范舉措，分為七個(gè)研究領(lǐng)域：燃料電池組和燃料電池系統(tǒng)技術(shù)及車載儲(chǔ)氫、航空、重型車輛、水上應(yīng)用、鐵路應(yīng)用、公共汽車/客車和汽車，包括

燃料電池堆和燃料電池系統(tǒng)技術(shù)：

盡管目前有用于運(yùn)輸和固定應(yīng)用的商用PEM FC系統(tǒng)，但其耐久性需要進(jìn)一步改進(jìn)。FC系統(tǒng)的性能損失仍然是氫燃料電池在工業(yè)和運(yùn)輸中廣泛推廣的瓶頸。

限制質(zhì)子交換膜燃料電池技術(shù)廣泛應(yīng)用的另一個(gè)困難是使用昂貴和稀有材料，主要是PGM金屬。在盡量減少PGM材料的使用的情況下，保持FC堆的令人滿意的分級(jí)率是一個(gè)持續(xù)的挑戰(zhàn)。低PGM負(fù)載催化劑在使用初期能夠提供非常好的性能，但這種低PGM加載材料的降解率仍然不令人滿意，需要開發(fā)。

車載氫儲(chǔ)存：車載壓縮氫儲(chǔ)存技術(shù)已經(jīng)建立。最先進(jìn)的壓縮氫儲(chǔ)存系統(tǒng)由碳纖維復(fù)合材料增強(qiáng)容器組成。一個(gè)關(guān)鍵問題是通過減少碳纖維的使用量來降低儲(chǔ)罐的成本，同時(shí)保持儲(chǔ)罐的性能和安全性。一項(xiàng)重要的技術(shù)進(jìn)步是開發(fā)可成型儲(chǔ)罐，通過調(diào)整儲(chǔ)罐形狀以適應(yīng)車輛的可用自由空間，可優(yōu)化儲(chǔ)存的氫氣體積。液態(tài)低溫氫氣被設(shè)想為一種解決方案，用于在重型車輛和海上船舶以及未來的鐵路和航空應(yīng)用中儲(chǔ)存大量氫氣。

重型車輛：

燃料電池和氫氣卡車被認(rèn)為是重型公路貨運(yùn)脫碳的最佳選擇之一。燃料電池卡車（FCT）可能最適合遠(yuǎn)程任務(wù)和最繁忙的貨物，與電池或架線供電式卡車等其他解決方案相比，可以連接到更偏遠(yuǎn)的地區(qū)。下圖顯示了將部署氫燃料電池長(zhǎng)途卡車（H2Haul項(xiàng)目）和垃圾車（REVIVE項(xiàng)目）的國(guó)家。

支柱3的29個(gè)項(xiàng)目的參與者

H2Haul項(xiàng)目將在4個(gè)歐洲國(guó)家部署16輛卡車（包括高達(dá)44噸的載貨車和鉸接車輛），這些卡車將在日常服務(wù)中運(yùn)行至少兩年。將升級(jí)兩個(gè)現(xiàn)有的HRS，此外，還將部署四個(gè)用于卡車加氫的新HRS。H2Haul旨在顯著提高重型卡車的技術(shù)成熟度，重型卡車由兩大歐洲原始設(shè)備制造商IVECO和VDL ETS開發(fā)，將使用3家供應(yīng)商的燃料電池。

2021開始的項(xiàng)目，包括STASHH、IMMORTAL和MORELIFE，將致力于實(shí)現(xiàn)重型車輛燃料電池的標(biāo)準(zhǔn)化，并延長(zhǎng)使用壽命。

“Large scale demonstration of European H2 Heavy-Duty Vehicle along the TEN-T corridors” 項(xiàng)目將應(yīng)用至少150輛氫燃料電池卡車

/美國(guó)篇/

本來想寫寫美國(guó)的氫燃料電池重卡研究項(xiàng)目，限于篇幅限制只好等以后有機(jī)會(huì)了，讀者有興趣可以看看之前卡車技術(shù)前線關(guān)于美國(guó)氫戰(zhàn)略的文章。

從卡車行業(yè)視角看美國(guó)《國(guó)家清潔氫戰(zhàn)略與路線圖》（草案）

舉國(guó)之力，共襄盛舉。

氫燃料電池果然未來不可限量嗎？