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《日本发布2025年《FCV·HDV燃料电池技术开发路线图》》

  • 来源专题：工程机械与高端装备
  • 编译者： 赵卫华
  • 发布时间：2025-03-24

  • 日本新能源及产业技术综合开发机构（NEDO）发布2025年《FCV·HDV燃料电池技术开发路线图》，详细规划了燃料电池汽车（FCV）和重型货车（HDV）的燃料电池技术发展路径，旨在推动氢能社会的实现，助力全球碳中和目标。

    1．背景

    该路线图指出，自2005年以来，NEDO一直发布燃料电池和氢能技术发展路线图，以便产业界、学术界和政府能够分享长期观点并致力于技术开发。在“FCV和HDV用燃料电池”领域，NEDO于2024年2月修订了“FCV和HDV燃料电池技术开发路线图”，设定了2035年左右实现大型商用移动车辆（HDV：重型车辆）燃料电池的新目标，并概括了为实现这些目标需要解决的技术开发课题。在“水电解”领域，NEDO编制了一份概述技术问题的文件，为制定路线图做准备，并于2023年2月发布。

    燃料电池和氢能技术发展的形势正在迅速变化，需要不断明确未来的普及场景和技术挑战，并为行业利益相关者之间的共同对话奠定基础。因此，为了根据最新政策和技术趋势修改路线图，NEDO在“为大幅扩大燃料电池等技术的使用而解决共同课题的产学官合作研究开发项目”中，与产业界、大学、研究机构等持续进行讨论。

    2．目标

    此次发布的2025年《FCV·HDV燃料电池技术发展路线图》对2035年左右应实现的乘用车（FCV）等用途的燃料电池设定了新目标，并概括了为实现这些目标应解决的技术发展课题。

    根据该路线图，到2030年、2035年和2040年的FCV目标规模分别为23万台、60万台和150万台，HDV目标规模分别为17万台、45万台和120万台。该路线图还详细设定了多项技术目标，包括最大系统输出功率、系统额定输出功率、耐久性、电流密度、电压等系统目标，以及生产速度、生产成本、绿色化、数字化等开发和生产目标。


  • 原文来源：https://www.nedo.go.jp/content/800020391.pdf
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相关报告

  • 《美国发布《微电子和先进封装技术路线图》》
    • 来源专题：集成电路
    • 编译者：李衍
    • 发布时间：2023-03-31
    • 2023年3月1日，美国半导体研究联盟（Semiconductor Research Corporation, SRC）在美国商务部国家标准与技术研究院（NIST）资助下编制并发布《微电子和先进封装技术路线图》（以下简称“MAPT路线图”）临时报告，从生态系统、系统架构和应用、系统集成和基础微电子四个层面，规划并梳理关键核心技术和培育专业人才队伍所需的步骤，以确保未来美国在设计、开发和制造异质集成系统级封装（SiP）方面的创新能力。MAPT路线图以2021年版《半导体十年计划》和《异构集成路线图》为基础进行构建，提出了一个新的全面的3D半导体路线图，以指导即将到来的微电子革命。 MAPT路线图仍在开发，临时报告旨在广泛征集公众意见以实现高质量的最终路线图。MAPT路线图共包含12章。第一章为MAPT路线图报告概况，其余11章具体包括： 1. 可持续发展与能源效率。根据《半导体十年计划》，现阶段计算解决方案不可持续，随着计算需求的增加，计算的能源需求将超过市场上可用的能源。如果未来十年能源效率没有实现1000倍的提高，2040年后没有实现1000000倍的提高，计算将处于能源受限状态，不会增长、驱动新市场或刺激全球GDP增长。此外，由于全球半导体需求日益增长，以及美国《芯片法案》目标，预计未来几年美国的芯片制造将会增加。同时，从环境和人类健康的角度来看，芯片制造和先进封装所涉及的化学品、材料和工艺以及产品设计本身都必须尽可能可持续。可持续发展与能源效率的跨领域需求包括：（1）提高计算中的能源效率；（2）在半导体器件和系统的全生命周期中（如：设计、开发、制造、使用、产品使用寿命期后废弃管理）提高环境可持续性和效率；（3）随着社会需求的变化，可持续解决方案和系统创新所需的劳动力的发展。 2. 材料、衬底、供应链。本章聚焦微电子封装供应链生态的输入端，材料的来源、环境因素、成本等都会影响封装供应链的韧性和可持续性。MAPT路线图旨在确定未来几代先进电子封装结构中将使用的材料和化学品，重点考虑因素包括：高可靠性材料、新工艺材料、电气性能材料、机械性能/工艺可操作性材料、热管理材料、可靠性/温度/湿度性能优越材料和环境可持续材料。 3. 设计、建模、测试和标准。本章涉及未来的设计自动化组合和行业标准开发。这些设计工具和标准将有效帮助芯片和系统设计者探索和优化不同设计领域以及性能、功率/能源、面积/体积、保密性和安全性等指标，并将成为半导体行业的关键推动者。 4. 制造和工艺开发计量学。本章涵盖了半导体材料和器件研究、开发和制造等各个方面的测量。“表征和计量”可离线、在线和线上使用，包括物理和电气测量的所有方面。“表征和计量”涵盖了从原子尺度到宏观尺度的测量。对新材料和新结构的探索是表征密集型的，而且随着工艺技术的日益成熟，晶圆厂内计量（in-fab metrology）的使用也在增加。本章描述了MAPT路线图所有领域的表征和计量，从材料和器件到先进封装和异构集成以及系统。 5. 安全和隐私。本章确定了新出现的安全和隐私挑战，并概述了解决这些挑战的方法。本章对整个技术堆栈进行了全面分析，但重点强调了对制造和封装技术的影响。本章是对2019年IEEE发布的《异构集成路线图》（Heterogeneous Integration Roadmap）安全章节的补充。本章的主要主题包括：（1）异构集成中潜在的硬件安全漏洞；（2）确定SiP安全内容的可行策略，以及定义合理指标以评估安全弹性实施的可行策略；（3）针对特定应用的攻击预测和防御机制。 6. 劳动力发展。本章概述了未来十年MAPT领域劳动力的需求。美国上下一致认为，目前的人才库以及创建和支持美国国内MAPT劳动力的途径都远远达不到预期需求，并已成为关系美国经济和国家安全的关键点。目前，从技术认证师、专科学位操作员、维护工程师到硕士和博士工程师，MAPT领域不同教育水平的工人在数量、知识、技能和能力方面都不足以满足未来的需求。本章内容主要包括：（1）微电子劳动力需求的预测/时间表；（2）全国“赢得人心”运动的路线图；（3）整个MAPT生态系统的整体、有效的劳动力发展框架。 7. 应用驱动因素和系统要求。本章描述了各种应用领域的影响及其对MAPT路线图所涵盖的关键使能技术方向的影响，并具体讨论了数据中心和高性能计算、移动通信和基础设施、边缘计算和物联网、汽车、生物应用和健康、安全和隐私、以及防御和恶劣环境等应用实例。每一个应用领域都将以不同方式发展，并需要领域特定的系统来实现更高水平性能。 8. 先进封装与异构集成。本章重点介绍了微电子芯片的先进封装和异构集成的各个方面。由于使用更精细的晶体管（低于20nm）微缩芯片的成本优势正在减弱，因此有必要采用一种新方法，即将单个晶粒分解为更小的芯粒（chiplet）并在适当的技术制程上进行经济有效地制造。为了通过芯粒和无源元件的异构集成实现功能“缩放”，封装必须从“芯片载体”过渡到“集成平台”。随着微电子行业朝着为每个应用定制更高性能、更低功耗的解决方案发展，芯粒数量将继续增加。下一代封装技术需要支持这种异构集成的爆炸式增长，实现可以容纳极细间距I/O芯片和极细间距电路系统的互连。 9. 数字处理。本章重点介绍了已经渗透到现代社会各个方面的数字处理技术和基础设施。如今，产率问题、散热设计功耗（TDP）的实际限制、先进技术制程的高设计和制造成本对实现终端用户期望构成威胁。与此同时，人工智能/机器学习相关应用、高级认知需求、区块链等方面都要求处理不断增加的数据集，并执行越来越复杂的计算。单芯片封装解决方案不再适配数据密集型或高性能处理需求。此外，数据处理成本现在主要由将数据移动的能耗决定，包括在处理数据的微芯片内移动数据的能耗。将不同的未封装芯粒进行单片异构集成从而形成SiP，已成为解决这些挑战的重要方案。 10. 模拟和混合信号处理。模拟和混合信号处理驱动着模拟硬件的新兴应用和趋势，本章概述了该领域的短期、中期和长期前景。模拟元件对于世界-机器接口、传感、感知、通信和推理系统，以及所有类型的电气系统的电力分配、输送和管理至关重要。模拟信号处理或“模拟边缘”处理有助于减少必要的数字处理数量。本章的主要主题包括：（1）模拟和混合信号电路及处理；（2）电力转换和管理；（3）智能传感接口；（4）射频（RF）到太赫兹（THz）的器件、电路和系统（RF-to-THz devices, circuits and systems）。 11. 光子学和微机电系统。本章阐述了存储器、计算、传感、通信等所必需的重要配套技术。本章是对2021年荷兰PhotonDelta联盟和麻省理工学院微光子学研究中心发布的《国际集成光子学系统路线图》（Integrated Photonics System Roadmap – International, IPSR-I）的补充。本章的主要主题包括：（1）基于微机电系统和光子学的传感器和执行器；（2）用于通信的集成光子学；（3）用于存储器和计算的光子I/O；（4）材料和加工；（5）设计和建模支持。
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  • 《上海市燃料电池汽车发展规划》
    • 来源专题：中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者：冯瑞华
    • 发布时间：2019-01-21
    • 为贯彻落实《“十三五”国家科技创新规划》、《上海市科技创新“十三五”规划》等规划精神，进一步发挥科技创新对实体经济能级提升的促进作用，加快推动上海汽车产业转型升级，上海市科委会同市经信委、上海市经济和信息化委员会、上海市发改委联合研究制订了《上海市燃料电池汽车发展规划》。全文如下： 上海市燃料电池汽车发展规划 发展燃料电池汽车，是顺应全球汽车产业生态变革趋势、实现我国汽车工业由大变强的重要途径，是上海贯彻落实国家创新驱动发展战略、加快建设全球科技创新中心的重要实践，是巩固提升上海实体经济能级、驱动上海汽车产业转型及占领未来制高点的重要突破口，是应对能源安全、环境保护等社会挑战、建设2040卓越全球城市的重要立足点。为加快推进本市燃料电池汽车创新突破，制定本发展规划。 一、燃料电池汽车发展现状与趋势 1、汽车与能源产业总体发展形势 汽车产业是世界主要工业国家的支柱产业，是衡量一个国家综合实力和发达程度的重要标志。随着全世界汽车保有量的日益增多，能源紧缺和环境污染问题愈发凸显，已成为人类生存和发展面临的两大挑战。寻找和发展新的汽车清洁能源，将对全球汽车和能源产业格局以及社会经济发展产生重大深远的影响。 氢能和燃料电池技术是世界能源转型和动力转型的重大战略方向。燃料电池汽车具有环保性能佳、转化效率高、加注时间短、续航里程长等优势，是未来汽车工业可持续化发展的重要方向，是应对全球能源短缺和环境污染的重要战略举措。发展燃料电池汽车已成为全球汽车与能源产业转型升级的重要突破口。 各发达国家高度重视燃料电池汽车，并积极推动配套设施的建设。美、日、欧盟等主要国家和地区将燃料电池汽车纳入国家或地区战略发展体系进行规划，设立专项进行研发与示范推广，并制定各种政策抢占先机。如日本计划到2020年普及约4万辆燃料电池汽车，建设160座加氢站；德国计划在2023年左右普及10万辆，建设400座加氢站。目前全球燃料电池汽车已进入技术与市场示范阶段，预计在2020年将全面进入商业化阶段。产业链巨头纷纷组成联盟进行燃料电池汽车商业化协同攻关，并与能源、矿产等企业形成更广泛的合作，呈现出骨干整车企业牵引全产业链的发展趋势。 2、国内燃料电池汽车发展形势 国家高度重视燃料电池汽车产业。近两年，国家相关部委密集出台政策，大力支持燃料电池汽车发展。《国家创新驱动发展战略纲要》、《“十三五”国家科技创新规划》、《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》、《中国制造2025》、《汽车产业中长期发展规划》、《“十三五”交通领域科技创新专项规划》等纷纷将发展氢能和燃料电池技术列为重点任务，将燃料电池汽车列为重点支持领域，并明确提出：2020年实现5000辆级规模在特定地区公共服务用车领域的示范应用，建成100座加氢站；2025年实现五万辆规模的应用，建成300座加氢站；2030年实现百万辆燃料电池汽车的商业化应用，建成1000座加氢站。 我国具备一定的燃料电池汽车研发基础。在国家科研计划和示范项目的持续支持下，国内已初步掌握关键材料、部件及动力系统的部分关键技术，基本建立了具有自主知识产权的车用燃料电池动力技术平台，累计开发数百辆燃料电池汽车，结合奥运、世博、亚运会、大运会、UNDP等示范项目，开展了一定规模的示范运行。近期，广东、湖北等地纷纷成立氢能与燃料电池汽车产业基金，以资本为纽带，初步形成了产业集群，开展了一定规模的示范应用。 推动燃料电池汽车发展的形势日益紧迫。目前我国燃料电池汽车正面临着缺乏实施方案、基础设施规划与建设力度不够、技术研发投入不足、产业链不完善等难题，严重阻碍了我国燃料电池汽车商业化进程。我国是全球燃料电池汽车最重要的潜在市场，若在燃料电池汽车领域落后于人，则在纯电动、插电式混合动力领域积累的优势将不可持续，错失由汽车大国走向汽车强国的战略机遇。 3、上海燃料电池汽车基础与机遇 先发优势明显。上海是我国燃料电池汽车技术研发、产业化的先行者。“十五”期间形成科研驱动模式，承担多项国家级项目，奠定了良好的技术积累、研发基础和人才团队等优势；“十一五”期间建立示范应用驱动模式，建设了加氢站等基础设施，积累了丰富的燃料电池汽车示范运行经验。“十二五”期间进入“整车牵引”发展模式。从2003年“超越一号”燃料电池汽车到2015年上汽荣威950燃料电池汽车，上海燃料电池汽车技术水平始终代表了我国燃料电池汽车发展的最高水平，并在世博会、新能源汽车万里行等示范应用中表现出众。 产业链资源较丰富。上海专注于氢能与燃料电池汽车技术研发、制造的企业数量超过30个，覆盖了关键材料、关键零部件、燃料电池动力系统与整车，以及推广应用与配套服务等各个环节，形成了较为完善的产业链。嘉定区已初步形成燃料电池汽车产业链资源聚集，汇聚包括上汽、汽车城集团、同济大学、机动车检测中心、上燃动力、电驱动、重塑、舜华、环球车享、治臻等一批重点单位，具备了氢能、燃料电池、动力系统平台、燃料电池汽车及示范运营等较完整的产业配套要素，持续吸引众多国内外整车企业和产业链优势企业落户。全球燃料电池汽车产业资源在上海汇聚的态势逐渐形成。 发展进入新阶段。燃料电池汽车已进入产业化的初级阶段，竞争焦点从技术研发转向全产业链的各个环节。上海亟需在示范运营推广、基础设施建设、公共服务平台、关键技术攻关等方面出台相应的发展规划和实施细则，抓住燃料电池汽车战略性新兴产业培育和发展的政策机遇，突破发展瓶颈。通过整车牵引和示范驱动，合理配置资源，抓住3至5年时间窗口期，确立上海在燃料电池汽车竞争中的优势地位，稳步推进燃料电池汽车规模化和商业化进程。 二、指导思想、基本原则和发展目标 1、指导思想 贯彻落实《国家创新驱动发展战略纲要》和上海建设具有全球影响力的科技创新中心的决策部署，将发展燃料电池汽车作为上海汽车产业转型升级的引领工程。牢牢把握技术发展与产业变革趋势，整合国内外优势资源，充分发挥上海优势，集中突破关键瓶颈，激发企业创新活力，建立国内领先、国际一流的燃料电池汽车技术链与产业链，营造高端生态圈，培育一批具有核心竞争力的龙头企业和领军人才，打造燃料电池汽车技术与产业创新体系，将上海建设成为世界一流的燃料电池汽车创新中心和产业高地。 2、基本原则 坚持顶层设计。加强燃料电池汽车产业的顶层设计、系统规划和科学布局，明确产业发展方向和突破口，编制规划及实施方案，推进重点任务落实。 坚持创新驱动。明确燃料电池汽车技术发展路线，重点探索燃料电池电堆、发动机集成与控制、辅助系统关键零部件等技术，突破燃料电池汽车技术发展瓶颈。 坚持示范引领。开展燃料电池汽车分时租赁运营和公交、物流车的区域示范运营，联动优化燃料电池氢能基础设施布局，加速燃料电池汽车全产业链完善，推进燃料电池汽车的规模化和商业化。 坚持协同推进。加深市、区联动和部门协同，形成牵头部门负责，相关部门配合的权责一致、规范有序、互相协调、运行高效的协同联动机制，推进产业链快速发展。 3、发展目标 推动燃料电池汽车试点示范运行，开展氢能基础设施、研发与测试服务平台等共性设施建设，突破车用燃料电池电堆、关键材料与核心零部件等关键技术，引导培育燃料电池汽车产业基地和产业基金，建成国内领先、国际一流的燃料电池汽车技术链与产业链，推进我国燃料电池汽车商业化发展。 ——近期目标（2017-2020年）。打造国内领先的燃料电池汽车技术示范城市，形成优质产业链资源聚集效应，实现燃料电池汽车核心关键技术紧跟国际行业水平。在技术链层面，实现电堆、系统集成与控制、关键零部件等核心技术跟踪国际水平，关键指标与国际接轨。在产业链层面，打造包含关键零部件、电堆、系统集成、测试认证服务、整车开发等环节的产业集群，聚集超过100家燃料电池汽车相关企业，培育有国际影响力的氢能与燃料电池技术研发中心1个、燃料电池汽车检验检测中心1个，燃料电池汽车全产业链年产值突破150亿元。在示范运行与推广层面，建设加氢站5-10座、乘用车示范区2个，运行规模达到3000辆，积极推动燃料电池公交、物流等车辆试点。 ——中期目标（2021-2025年）。规划燃料电池汽车示范区域，形成区域内相对完善的加氢配套基础设施建设，在区域公共交通、公务用车、商用物流等领域探索批量投放，提升燃料电池汽车全产业链国际竞争优势。在技术链层面，形成系列化燃料电池电堆产品，燃料电池汽车技术同步国际水平。在产业链层面，形成有国际影响力的整车企业1家、动力系统企业2-3家、关键零部件企业8-10家，进入世界前三的一流研发与公共服务机构2家，燃料电池汽车全产业链年产值突破1000亿元。在示范运行与推广层面，建成加氢站50座，乘用车不少于2万辆、其它特种车辆不少于1万辆，在公交、商用大巴、物流车前期试点运行成功的基础上，酌情扩大推广规模。 ——长期目标（2026-2030年）。成为具有国际影响力的燃料电池汽车应用城市，总体技术接近国际先进，部分技术达到国际领先，产业化全面成熟，面向私人用户实现进一步市场推广，带动氢能交通，辐射全国燃料电池汽车产业高速发展。在技术链层面，实现燃料电池汽车技术和制造总体达到国外同等水平；在产业链层面，实现上海燃料电池汽车全产业链年产值突破3000亿元，带动全国燃料电池产品的多元化应用。在示范运行与推广层面，最终形成以上海的燃料电池汽车产业链和价值链辐射全国，带动未来社会能源和动力转型。 三、燃料电池汽车发展重点任务 任务一、构建应用驱动的发展模式 基于中心城市的优势和功能定位，面向燃料电池汽车优势应用领域，探索互联网与新能源深度融合的燃料电池汽车创新运营商业模式，落实燃料电池汽车商业化运营组织管理、政策保障等措施，驱动燃料电池汽车产业链的快速发展。设置燃料电池汽车商业运营示范区，开展公共交通、定制共享班车、分时租赁等运营示范，牵引上海燃料电池汽车产业快速发展。 任务二、规划加氢站建设 落实责任主体，部署加氢站网络布局规划与建设，破解燃料电池汽车示范运行瓶颈。以产业配套和氢源基地等为基础，推动环上海加氢站走廊、嘉定、崇明、上海化工区、临港等示范区域加氢站的规划与建设。配合示范线路和示范区域建设，研究加氢终端补贴等政策，降低消费者使用成本，推动上海市氢能与燃料电池汽车产业协同发展。 任务三、创建产业园区 推动国际汽车城科技创新港、同济科技园、外冈新能源汽车及关键零部件产业基地等燃料电池汽车相关园区建设，提升燃料电池汽车企业创新活力，加快技术研发向产业化转移，吸引人才、资金和产业链上下游企业进一步集聚，促进国内外产业链之间的资源整合与良性互动，提高上海燃料电池汽车产业化发展水平和国际竞争力。至2020年，园区内相关企业超过100家，形成较为完善的燃料电池汽车产业集群；至2025年，在关键材料、零部件与核心产品领域，形成国内顶尖，国际领先的龙头企业3-5家。 任务四、建设公共服务平台 支持机动车检验检测中心、同济大学智能型新能源汽车协同创新中心等机构，进一步发挥在燃料电池发动机系统、电堆、关键零部件等方面服务能力，建设第三方优质公共服务平台，促进优势资源高效利用，形成健康开放的合作机制。支持开展技术研发服务、计量测试和检测认证服务，降低行业研发成本，激发中小企业活力和创造性。推进行业标准研究与制定，加强国内外产业与行业组织之间的联系，加快燃料电池和加氢站相关法规、标准的建立和完善。促进技术与产业交流，为企业与机构提供政策、行业信息、技术分析等服务，建立国际产业链间交流合作机制，加速产业化进程。 任务五、实施重大专项 定位燃料电池汽车产业大方向，瞄准世界领先水平，在电堆及核心材料、发动机系统集成与控制、关键零部件等领域开展技术攻关、工程研究和产品开发，推进测试技术和指标体系研究。突破燃料电池电堆关键技术，开展催化剂、质子交换膜、膜电极、双极板等核心技术研究，提高电堆产品的性能和寿命，降低成本。优化燃料电池发动机集成与控制技术，研究高比功率燃料电池发动机技术，实现可靠性、耐久性等的全面提升。加大辅助系统关键零部件技术研发力度，重点突破空压机、氢气循环泵、增湿器、DC/DC变换器等关键零部件技术，进一步完善关键零部件技术链。开展燃料电池电堆、关键零部件、发动机系统集成等方面的测试技术和指标体系研究。 任务六、设立产业基金 引导和鼓励有条件的各类资本设立燃料电池汽车产业基金，吸引撬动社会资金积极参与，进一步发挥市场配置资源的决定性作用，提升市场主体活力和发展潜力。
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