前面很多期，一直在跟大家谈纯电动汽车或者混动汽车，可新能源汽车家族中还“一位”，即燃料电池汽车，相对前两者来说，实际应用中却比较少，什么原因呢？下面我们通过对它的构造和简单的基本原理进行初步了解，再阐述技术要求和目前现状，大家应该就清楚为什么燃料电池汽车并没有像纯电或混动车那样普及率非常高了。

一、燃料电池汽车基本构造

燃料电池汽车(FCV)是一种用车载燃料电池装置产生的电力作为动力的汽车，主要由燃料电池、动力电池、高压储气罐、燃料电池升压器、电机、动力控制装置（包括 DC/AC 转换器）等组成。车载燃料电池装置所使用的燃料为高纯度氢气或含氢燃料经重整所得到的高含氢重整气。与通常的电动汽车比较,其动力方面的不同在于FCV用的电力来自车载燃料电池装置,电动汽车所用的电力来自由电网充电的蓄电池。因此,FCV的关键是燃料电池。

二、燃料电池汽车简单原理

燃料电池是一种不燃烧燃料而直接以电化学反应方式将燃料的化学能转变为电能的高效发电装置。发电的基本原理是:电池的阳极(燃料极)输入氢气(燃料),氢分子( H2)在阳极催化剂作用下被离解成为氢离子(H+)和电子( e-), H+穿过燃料电池的电解质层向阴极(氧化极)方向运动, e-因通不过电解质层而由一个外部电路流向阴极;在电池阴极输入氧气(O2),氧气在阴极催化剂作用下离解成为氧原子(O),与通过外部电路流向阴极的e-和燃料穿过电解质的H+结合生成稳定结构的水(H2O)，完成电化学反应放出热量。（氢燃料电池基本原理是电解水的逆反应，将氢和氧分别供给阴阳两极（阳极反应：2H2+2O2-→2H2O+4e-；阴极反应：O2+4e-→2O2-；整体电池反应：2H2+O2→2H2O），氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阴极。）

这种电化学反应与氢气在氧气中发生的剧烈燃烧反应是完全不同的,只要阳极不断输入氢气,阴极不断输入氧气,电化学反应就会连续不断地进行下去,e-就会不断通过外部电路流动形成电流,从而连续不断地向汽车提供电力。与传统的导电体切割磁力线的回转机械发电原理也完全不同,这种电化学反应属于一种没有物体运动就获得电力的静态发电方式。因而,燃料电池具有效率高、噪音低、无污染物排出等优点,这确保了FCV成为真正意义上的高效、清洁汽车。

三、为何氢燃料电池车目前无法大规模推广？

   当下限制氢燃料电池车推广的核心因素是成本居高不下。（1）成本一方面来源于车辆购置成本高，以长安汽车为例，其新车型深蓝SL03提供纯电动、增程式和氢燃料三种型号，价格分别在20万元、17万元和70万元，由此可见同一车型，氢燃料版本价格远高于其他车型。根据测算，车辆购置成本较高的主要原因在于核心部件燃料电池电堆的制造成本较高，燃料电池电堆成本占整车成本超60%，电堆中的质子交换膜、催化剂和气体扩散层等核心原材料的国产化进程缓慢，大部分产品仍依靠国外进口，伴随着国内厂商技术突破带动国产替代，未来成本有望逐步下探；

（2）成本另一方面源于车辆使用过程中的运营成本，制氢层面，现阶段传统煤制氢对环境污染较高，工业副产氢以及更先进的电解水制氢成本较高。氢储运层面，传统20MPa气氢货车托运模式难以满足大需求、长距离运输，国际先进水平通常采用50MPa高压储氢方式，未来液氢运输和管道运输更易满足长距离、大容量运输需求。氢加注层面，目前单个加氢站的建设成本是相同规格加油站的2-3倍。加总看，目前价格较低的案例有张家口望山的电解水制氢一体站，加氢协议价为30元/kg，较高的案例有上海的外供氢加氢站，价格在60-70元/kg。相比于目前燃油与充电价格，未来仍有较大的下降空间。

四、展望

政策利好与技术进步推动产品平价，市场有望逐步成长。如同电动车产业在发展初期依赖于补贴政策，国家对氢燃料电池车的政策扶持在行业发展的初期也具有重大意义。在《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》中，国家明确指出要有序推进氢燃料电池汽车供给体系建设，包括提高氢燃料制储运经济性和推进加氢基础设施建设。此外，财政部、工信部、科技部和发改委于2020年联合发布《关于完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》，指出将当前对燃料电池汽车的购置补贴，调整为选择有基础、有积极性、有特色的城市或区域，重点围绕关键零部件的技术攻关和产业化应用开展示范，中央财政将采取“以奖代补”方式对示范城市给予奖励。当下，燃料电池电堆中的核心零部件已逐步实现国产替代，伴随着国内企业技术突破以及产品体量逐渐规模化带来的降本效果，未来成本有望逐步下探，推动市场化应用。