近日，日本豐田汽車公司宣布，將開放氫燃料電池技術(shù)專利的使用權(quán)；此前，豐田已經(jīng)發(fā)布了其即將上市的首款氫燃料電池車Mirai。而在2014年11月洛杉磯車展期間，奧迪和大眾也展出了3款氫燃料電池汽車。
專家表示，作為新能源汽車的重要組成部分，氫燃料電池汽車是極其環(huán)保的新能源汽車。近年來(lái)，隨著跨國(guó)汽車企業(yè)持續(xù)加大對(duì)氫燃料電池汽車的研發(fā)力度，使得氫燃料電池整車成本顯著下降，性能指標(biāo)已接近商業(yè)化水平。對(duì)此，我國(guó)應(yīng)奮起追趕。
跨國(guó)企業(yè)動(dòng)作頻頻
近一段時(shí)間，日本豐田汽車在氫燃料電池領(lǐng)域風(fēng)頭正勁。日前，豐田宣布，將無(wú)償公開其持有的燃料電池車的全部約5680項(xiàng)相關(guān)專利。豐田表示，為盡快普及氫燃料電池汽車，未來(lái)全球范圍內(nèi)的汽車制造商和零部件供應(yīng)商將可免費(fèi)使用豐田的氫燃料電池技術(shù)專利。
而在此前的2014年12月中旬，豐田發(fā)布首款氫燃料電池汽車Mirai，并宣布將于2015年3月在日本本土率先上市，2015年夏季前后在美國(guó)和歐洲上市。據(jù)悉，該款氫燃料電池汽車只需3分鐘即可完成氫燃料的補(bǔ)給，續(xù)航里程可達(dá)約482公里。
“算上日本政府的補(bǔ)貼，消費(fèi)者實(shí)際只需承擔(dān)約520萬(wàn)日元（約合27.1萬(wàn)元人民幣）。此外，豐田還為車主免費(fèi)提供3年的氫燃料。”在中國(guó)汽車流通協(xié)會(huì)常務(wù)理事賈新光看來(lái)，豐田Mirai的價(jià)格比特斯拉ModelS的最低售價(jià)便宜一多半的事實(shí)表明，氫燃料電池汽車整車成本顯著下降，性能指標(biāo)已接近商業(yè)化水平。“到2020年，豐田計(jì)劃將Mirai的制造成本再削減一半。屆時(shí)，一輛Mirai的售價(jià)即使在沒有政府補(bǔ)貼的情況下，也將降到400萬(wàn)日元以下，折算成人民幣不會(huì)高于20萬(wàn)元。”賈新光表示。
中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)副秘書長(zhǎng)許艷華認(rèn)為，豐田氫燃料電池汽車能夠量產(chǎn)得益于其在氫燃料電池技術(shù)和成本、壽命上的突破，基本解決了氫燃料電池體積輸出密度、低溫性、高壓氫燃料罐小型/輕量化和安全性問(wèn)題，氫燃料電池壽命可達(dá)10年以上，而成本相比5年前也有較大幅度下降。
其實(shí)，涉足氫燃料電池汽車領(lǐng)域的并非豐田一家。2014年11月，洛杉磯車展期間，奧迪和大眾也展出了3款氫燃料電池汽車。這些產(chǎn)品采用了大眾集團(tuán)研發(fā)的第四代100千瓦低溫質(zhì)子交換薄膜技術(shù)（PEM）的燃料電池堆棧，雖然目前還沒有量產(chǎn)，但顯示出大眾在氫燃料電池技術(shù)儲(chǔ)備上相當(dāng)豐富。
據(jù)了解，通用、福特等跨國(guó)汽車企業(yè)也有推出氫燃料電池汽車的計(jì)劃。許多跨國(guó)汽車企業(yè)都將2015年視為氫燃料電池汽車的市場(chǎng)化元年，將2020年看作市場(chǎng)啟動(dòng)年。
“研發(fā)和制造成本過(guò)高一直以來(lái)都是制約氫燃料電池汽車發(fā)展的瓶頸，隨著跨國(guó)汽車企業(yè)加大對(duì)氫燃料電池汽車研發(fā)力度，使得整車成本顯著下降。而在氫燃料電池汽車領(lǐng)域，跨國(guó)汽車企業(yè)的優(yōu)勢(shì)較明顯。我國(guó)應(yīng)奮起追趕，以縮小在氫燃料電池汽車領(lǐng)域的差距。”賈新光認(rèn)為。
氫燃料電池技術(shù)獲突破
“燃料電池是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。而氫燃料電池汽車的工作原理是使作為燃料的氫在汽車搭載的燃料電池里與大氣中的氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生電能帶動(dòng)電機(jī)，并由電機(jī)帶動(dòng)汽車中的機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)汽車。”賈新光表示，氫燃料電池化學(xué)反應(yīng)的副產(chǎn)品主要是水，因此氫燃料電池汽車基本不產(chǎn)生污染，是非常清潔環(huán)保。
與傳統(tǒng)汽車相比，氫燃料電池汽車具有零排放或近似零排放，減少機(jī)油泄露帶來(lái)的水污染，降低溫室氣體的排放，運(yùn)行平穩(wěn)、無(wú)噪聲等諸多優(yōu)點(diǎn)。
據(jù)了解，與電動(dòng)汽車利用已儲(chǔ)存的電能驅(qū)動(dòng)行駛不同，氫燃料電池汽車一邊發(fā)電一邊行駛，在行駛過(guò)程中僅排出水，不會(huì)產(chǎn)生污染空氣的有害氣體。同時(shí)，氫氣的能源密度是車載鋰離子電池10倍，充一次氫氣可以行駛更長(zhǎng)距離，氫燃料電池的能量轉(zhuǎn)換效率比內(nèi)燃機(jī)要高2-3倍。此外，電動(dòng)汽車需長(zhǎng)時(shí)間充電，燃料電池汽車則可以在短時(shí)間內(nèi)完成加氫，優(yōu)勢(shì)明顯。
近兩年來(lái)，國(guó)際上氫燃料電池技術(shù)突破很快，主要體現(xiàn)在：一是壽命問(wèn)題已經(jīng)解決，主流水平都可以免維護(hù)運(yùn)行5000小時(shí)，UTC、豐田可達(dá)1萬(wàn)小時(shí)，相當(dāng)于汽車終生免維護(hù)。二是耐低溫性能得到解決，某品牌氫燃料電池汽車在北極測(cè)試已經(jīng)沒有問(wèn)題。三是材料體系取得突破，如催化劑用量大幅減少，極板已經(jīng)從第一代碳板發(fā)展到第二代超薄超輕不銹鋼板，儲(chǔ)氫裝置安全、加氫高壓槍、氫氣純度問(wèn)題已經(jīng)解決。
“氫燃料電池汽車已具備一定的商業(yè)化條件，即燃料電池堆和氫氣罐兩個(gè)關(guān)鍵總成部件已有產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)。”中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)副秘書長(zhǎng)許艷華認(rèn)為。專家介紹，氫燃料電池汽車市場(chǎng)的真正啟動(dòng)必須要同時(shí)具備3個(gè)條件：車輛成本大大降低；市場(chǎng)因素(如高油價(jià)等)或政府政策為零排放車輛提供明顯優(yōu)惠；加氫網(wǎng)絡(luò)建設(shè)足以滿足燃料電池車輛日常的使用需求。