你知道中國(guó)第一輛燃料電池汽車(chē)長(zhǎng)什么樣嗎?
“確切地說(shuō),那不是汽車(chē),更像是一座小型化工廠。”在科技部國(guó)家“863”計(jì)劃電動(dòng)汽車(chē)重大科技專(zhuān)項(xiàng)特聘專(zhuān)家王秉剛的記憶中,開(kāi)動(dòng)那輛樣車(chē)需要兩個(gè)班組,一組負(fù)責(zé)駕駛,另一組負(fù)責(zé)開(kāi)關(guān)各種閥門(mén)。
王秉剛記憶中的“小型化工廠”,1998年由清華大學(xué)汽車(chē)工程系教授陳全世團(tuán)隊(duì)研制而成,“底座”是一輛高爾夫球車(chē),靠一組5千瓦的燃料電池提供動(dòng)力。
時(shí)隔20年,燃料電池汽車(chē)早已不是最初“小型化工廠”的模樣,不僅能上路運(yùn)行,銷(xiāo)量也初具規(guī)模:2018年,作為中國(guó)燃料電池汽車(chē)的主流類(lèi)型,氫燃料電池汽車(chē)銷(xiāo)量達(dá)到1527輛,截至當(dāng)年,累計(jì)銷(xiāo)售近3500輛。
今年以來(lái),氫燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)提速的信號(hào)。全國(guó)兩會(huì)期間,“氫能源”高居新能源汽車(chē)領(lǐng)域熱詞榜首,來(lái)自長(zhǎng)城汽車(chē)、奇瑞汽車(chē)等企業(yè)的10多位代表委員提交氫能源汽車(chē)相關(guān)議案提案;4月下旬,特斯拉、蔚來(lái)相繼發(fā)生的純電動(dòng)汽車(chē)起火事件,也讓產(chǎn)業(yè)界和資本市場(chǎng)開(kāi)始將目光轉(zhuǎn)向氫能源汽車(chē)等其他分支。
然而,5月底南陽(yáng)青年汽車(chē)的“水氫事件”,使剛剛升溫的氫燃料電池汽車(chē)陷入尷尬的輿論環(huán)境,引發(fā)了一系列質(zhì)疑:水氫是水變油的新騙局嗎?制氫技術(shù)靠譜嗎?氫燃料電池技術(shù)成熟了嗎?企業(yè)搞氫燃料電池汽車(chē)是為了騙取國(guó)家補(bǔ)貼嗎?
“從技術(shù)角度看,車(chē)用燃料電池技術(shù)再過(guò)五年左右就逐步走向成熟了。”中國(guó)科學(xué)院院士歐陽(yáng)明高認(rèn)為,雖然存在一些渾水摸魚(yú)的亂象和技術(shù)爭(zhēng)議,但理性來(lái)看,新一代制氫技術(shù)在科學(xué)層面已經(jīng)有突破,接下來(lái),“氫車(chē)”如何實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,是一個(gè)更為重要的問(wèn)題。
三縱隊(duì)之一
氫燃料電池汽車(chē)是以氫氣為主要能源的汽車(chē)。傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)通常注入柴油或汽油,氫燃料電池汽車(chē)則改為輸入氣體氫,通過(guò)外電路從負(fù)極傳導(dǎo)至正極,產(chǎn)生電能驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
在我國(guó)的政策設(shè)計(jì)中,堅(jiān)持發(fā)展氫燃料電池汽車(chē),早早地被賦予了搶占新能源技術(shù)制高點(diǎn)的戰(zhàn)略意義。
2001年,國(guó)家“863”計(jì)劃電動(dòng)汽車(chē)重大專(zhuān)項(xiàng)啟動(dòng),科技部聘任十三位專(zhuān)家組成重大專(zhuān)項(xiàng)專(zhuān)家組,為中國(guó)新能源汽車(chē)發(fā)展提出了意義重大的“三縱三橫”總體路線(xiàn),清晰地指明了新能源汽車(chē)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化思路。
所謂“三橫”,指的是多能源動(dòng)力總成控制系統(tǒng)、電機(jī)及其控制系統(tǒng)和電池及其管理系統(tǒng),而“三縱”指的便是混合動(dòng)力汽車(chē)、純電動(dòng)汽車(chē)、燃料電池汽車(chē)。
一位專(zhuān)家組成員告訴《財(cái)經(jīng)國(guó)家周刊》記者,不像現(xiàn)在純電動(dòng)汽車(chē)一枝獨(dú)秀的局面,18年前,國(guó)家新能源車(chē)發(fā)展的頂層設(shè)計(jì),是希望混動(dòng)汽車(chē)、純電汽車(chē)、氫燃料電池汽車(chē)三者協(xié)同發(fā)展。
此后,《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃(2016~2030年)》《節(jié)能與新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012~2020年)》等相關(guān)規(guī)劃,也都明確了氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略性地位,將發(fā)展氫能和氫燃料電池技術(shù)列為重點(diǎn)任務(wù),將氫燃料電池汽車(chē)列為重點(diǎn)支持領(lǐng)域。
2017年11月,受?chē)?guó)家制造強(qiáng)國(guó)建設(shè)戰(zhàn)略咨詢(xún)委員會(huì)、工業(yè)和信息化部委托,中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車(chē)技術(shù)路線(xiàn)圖》,進(jìn)一步明確了燃料電池汽車(chē)的發(fā)展目標(biāo):2020年5000輛,2025年和2030年分別達(dá)到5萬(wàn)輛和百萬(wàn)輛。
清華大學(xué)教授李建秋告訴《財(cái)經(jīng)國(guó)家周刊》記者,在國(guó)家政策指導(dǎo)下,這18年來(lái),氫燃料電池汽車(chē)的發(fā)展大致經(jīng)歷了四個(gè)階段:
第一個(gè)階段是2001年至2005年。這個(gè)階段以自由探索為主;第二階段是2005年至2010年,以2008年北京奧運(yùn)會(huì)為標(biāo)志,氫燃料電池汽車(chē)在路上真正跑完了整個(gè)春夏秋冬一年,基本驗(yàn)證了車(chē)本身的可行性及動(dòng)力系統(tǒng)的可行性;第三階段是2010年至2015年,重點(diǎn)解決了成本實(shí)用化和可靠性問(wèn)題,動(dòng)力系統(tǒng)的探索基本結(jié)束。
2015年開(kāi)始,氫燃料電池汽車(chē)進(jìn)入了第四個(gè)發(fā)展階段,李建秋說(shuō):“這一階段的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向了產(chǎn)業(yè)化,氫燃料電池開(kāi)始在轎車(chē)、客車(chē)、物流車(chē)、有軌電車(chē)等多種車(chē)型上使用。”
不過(guò)相比其他兩“縱隊(duì)”尤其是純電動(dòng)汽車(chē),氫燃料電池汽車(chē)的產(chǎn)業(yè)化依然走得很慢,由此出現(xiàn)一些唱衰聲音。最明顯的對(duì)比是,2015年氫燃料電池汽車(chē)還在探索產(chǎn)業(yè)化路徑的時(shí)候,中國(guó)已經(jīng)依靠純電動(dòng)汽車(chē)的強(qiáng)勁產(chǎn)銷(xiāo)量成為全球第一大新能源汽車(chē)市場(chǎng)。
商用領(lǐng)域“發(fā)芽”
2019年1月,在中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì)上,全國(guó)政協(xié)副主席、中國(guó)科協(xié)主席萬(wàn)鋼表示,相對(duì)于遠(yuǎn)程公交、雙班出租、城市物流、長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)纫恍┙煌ǚ绞?,燃料電池汽?chē)具有清潔、零排放、續(xù)航里程長(zhǎng)、加速時(shí)間短的特點(diǎn),是適應(yīng)市場(chǎng)需求的最佳選擇,“所以我們要及時(shí)把產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)向燃料電池汽車(chē)拓展。”
綜合梳理可以發(fā)現(xiàn),雖然步調(diào)不快,但2015年以后,我國(guó)氫燃料電池汽車(chē)的產(chǎn)業(yè)化還是開(kāi)始“發(fā)芽”了。
車(chē)企層面,國(guó)內(nèi)諸如宇通、上汽、福田、長(zhǎng)城、吉利商用車(chē)等已經(jīng)明確規(guī)劃,加大投入,推進(jìn)燃料電池汽車(chē)研發(fā)和產(chǎn)品的商業(yè)化。2018年2月,國(guó)家能源集團(tuán)還牽頭并聯(lián)合能源骨干企業(yè)、運(yùn)輸及相關(guān)制造業(yè)和院校,成立了國(guó)內(nèi)首個(gè)氫能和燃料電池產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。
區(qū)域?qū)用妫虾?、廣州、武漢、西安、杭州等十余座城市都已出臺(tái)政策支持氫燃料電池汽車(chē)發(fā)展。國(guó)內(nèi)形成了京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角、華中、西北、西南、東北等七大氫能產(chǎn)業(yè)集群。
資金層面,有資料顯示,包括氫能源小鎮(zhèn)與產(chǎn)業(yè)園、氫燃料電池整車(chē)、上游原材料項(xiàng)目等在內(nèi),2018年國(guó)內(nèi)面向氫能源的投資規(guī)劃已經(jīng)超過(guò)了2000億元。
值得注意的是,與國(guó)外的產(chǎn)業(yè)化路徑不同,目前,我國(guó)燃料電池汽車(chē)的發(fā)展重心集中在商用車(chē)領(lǐng)域。
2018年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,燃料電池汽車(chē)銷(xiāo)量1527輛,其中客車(chē)1400余輛,貨車(chē)100余輛。“從2015年到現(xiàn)在的四年多時(shí)間里,我國(guó)氫燃料電池汽車(chē)在商用車(chē)領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)是全球第一。”李建秋說(shuō)。
為何氫燃料電池汽車(chē)在中國(guó)首先落地在商用車(chē)上?
宇通客車(chē)相關(guān)負(fù)責(zé)人告訴《財(cái)經(jīng)國(guó)家周刊》記者,這其中有三個(gè)重要因素。第一,商用車(chē)有固定的運(yùn)營(yíng)路線(xiàn),便于加氫站的布設(shè);第二,當(dāng)前階段商用車(chē)較乘用車(chē)更易于推廣應(yīng)用,示范帶動(dòng)效應(yīng)好;第三,商用車(chē)排量大,節(jié)能減排效果顯著,符合中國(guó)國(guó)情。
在李建秋看來(lái),當(dāng)前階段,在中國(guó)大部分地區(qū),新能源乘用車(chē)應(yīng)該堅(jiān)持以純電動(dòng)為主,要優(yōu)先發(fā)展動(dòng)力電池的技術(shù)。氫燃料電池汽車(chē)可以根據(jù)本地的氫能源豐富情況,適度發(fā)展;在商業(yè)車(chē)領(lǐng)域,則可以全力發(fā)展燃料電池汽車(chē)。
成本居高不下
我國(guó)氫燃料電池汽車(chē)的產(chǎn)業(yè)化是否只能局限于商用車(chē)領(lǐng)域,為何乘用車(chē)方向的發(fā)展沒(méi)有和純電動(dòng)汽車(chē)一樣大放光彩?
中汽協(xié)秘書(shū)長(zhǎng)助理許海東告訴記者,氫燃料電池的確有很多突破性的創(chuàng)新和專(zhuān)利,但制約其下一步往乘用車(chē)領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵因素,是成本居高不下。
對(duì)比乘用車(chē)價(jià)格來(lái)看,市場(chǎng)上大部分國(guó)產(chǎn)純電動(dòng)車(chē)在補(bǔ)貼后可低至10萬(wàn)元左右,而豐田、本田在售幾款氫燃料乘用車(chē)型的售價(jià)高達(dá)50萬(wàn)元,這還不算后續(xù)高昂的加氫成本。
氫燃料電池汽車(chē)為什么這么貴?
陳全世說(shuō),氫燃料電池汽車(chē)價(jià)格高,首先是因?yàn)橹茪涑杀靖?。?dāng)下能夠規(guī)模化制氫的主要有天然氣制氫、煤制氫、甲醇制氫和電解水制氫等幾種方式。從工藝成熟度及成本來(lái)說(shuō),各有其優(yōu)劣勢(shì),但不論哪種方法,都比發(fā)電的成本高出不少。
此外,氫燃料電池的核心部件包括電堆、膜電極、雙極板、質(zhì)子交換膜、催化劑、氣體擴(kuò)散層,等等。以質(zhì)子交換膜為例,根據(jù)市場(chǎng)現(xiàn)狀,1平方厘米的杜邦公司nafion膜(全氟磺酸離子交換膜)價(jià)格幾元甚至近十元,每一輛車(chē)需要平方米級(jí)別的質(zhì)子交換膜,按此計(jì)算,僅這一個(gè)部件,一輛車(chē)就得攤上幾萬(wàn)元甚至十幾萬(wàn)元的成本。
而制氫燃料電池用的催化劑,要用鉑金來(lái)做化學(xué)反應(yīng),這種貴金屬目前全球年產(chǎn)量?jī)H為200~300噸,其高昂價(jià)格大大增加了制氫成本。
“如果燃料電池堆的催化劑不能產(chǎn)業(yè)化,不能脫離鉑金,大規(guī)模生產(chǎn)幾乎是不可能的。”陳全世說(shuō)。
比制氫成本更高的是儲(chǔ)運(yùn)成本。
張家港氫云新能源研究院院長(zhǎng)魏蔚告訴本刊記者,氫原子在實(shí)際儲(chǔ)運(yùn)中存在儲(chǔ)放氫條件苛刻、易發(fā)生副反應(yīng)、短時(shí)間內(nèi)無(wú)法大規(guī)模應(yīng)用等問(wèn)題,這就要求儲(chǔ)氫材料必須有較高的儲(chǔ)氫密度和安全性。
但由于技術(shù)限制,我國(guó)相關(guān)行業(yè)在保障儲(chǔ)氫罐高效、安全、低成本之間的平衡上還較為落后。
公開(kāi)資料顯示,我國(guó)目前具備批量生產(chǎn)35MPaⅢ型儲(chǔ)氫氣瓶能力的企業(yè)不多,70 MPaⅢ型瓶和下一代Ⅳ型瓶(塑料內(nèi)膽)幾乎沒(méi)有,而國(guó)外已普遍使用70MPaⅣ型瓶,重量更輕、循環(huán)壽命更長(zhǎng)、成本更低。
壓縮氫氣只是第一步,后續(xù)的物流配送也存在低效的問(wèn)題。“為了保證氫氣運(yùn)輸安全,我國(guó)規(guī)定運(yùn)輸氫氣的壓力并不太大,壓力低儲(chǔ)存量就少。”北京低碳清潔能源研究所氫能研發(fā)部經(jīng)理何廣利說(shuō)。這導(dǎo)致固體儲(chǔ)氫單次運(yùn)輸氫氣少,運(yùn)輸距離短,耗費(fèi)大量人力、物力成本。
加氫站難落地
除了氫燃料技術(shù)層面的成本問(wèn)題,目前我國(guó)氫能源基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)尤其是加氫站建設(shè)進(jìn)展較為緩慢,同樣制約了氫燃料電池汽車(chē)的發(fā)展步伐。
數(shù)據(jù)顯示,截至2018年12月,我國(guó)建成的加氫站有24座,在建30多座,主要分布于上海、江蘇、安徽、河南、廣東、成都等地。
水木通達(dá)運(yùn)輸有限公司總經(jīng)理吳曉核告訴《財(cái)經(jīng)國(guó)家周刊》記者,目前北京只有一座加氫站,預(yù)計(jì)2019年可以達(dá)到5座。這對(duì)于現(xiàn)在擁有160臺(tái)氫燃料電池汽車(chē)的水木通達(dá)而言,是一種極大的焦慮。
加氫站為什么沒(méi)能廣泛建起來(lái)?
和制氫儲(chǔ)氫一樣,最核心的問(wèn)題是成本。中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員、全國(guó)燃料電池與液流電池標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)主任委員衣寶廉曾算過(guò)一筆賬,不算土地,一座日加能力為200公斤的加氫站,建設(shè)成本至少在1500萬(wàn)元左右,遠(yuǎn)高于加油站和充電站。
在中國(guó)石油流通協(xié)會(huì)專(zhuān)家王維民看來(lái),加氫站建設(shè)成本如此高,主要是技術(shù)短板所致。“加氫槍、泵、閥門(mén)等關(guān)鍵零部件高度依賴(lài)進(jìn)口,我國(guó)相關(guān)行業(yè)話(huà)語(yǔ)權(quán)較低。比如購(gòu)買(mǎi)一條加氫槍就要10萬(wàn)元,使用還得另付專(zhuān)利費(fèi)。”
除了設(shè)備和建設(shè)成本,土地費(fèi)用是另一個(gè)大負(fù)擔(dān)。目前合規(guī)的公共加氫站用地一般為3~5畝,企業(yè)建加氫站在審批過(guò)程中涉及安監(jiān)、住建、市場(chǎng)監(jiān)管等多部門(mén),但究竟由誰(shuí)牽頭主管、用地性質(zhì)如何確定等政策問(wèn)題尚不明確。
吳曉核認(rèn)為,加氫站不會(huì)像電動(dòng)車(chē)充電樁那樣冒出來(lái)很多企業(yè),因?yàn)槌杀据^高,最終可能還是需要中石油、中石化等傳統(tǒng)能源巨頭來(lái)主導(dǎo)建設(shè)。
“單獨(dú)建設(shè)成本如此之高,一個(gè)加氫站建下來(lái)誰(shuí)能受得了?”在具體的建設(shè)模式上,北京清華工業(yè)開(kāi)發(fā)研究院副院長(zhǎng)朱德權(quán)認(rèn)為,油氫混合站即在現(xiàn)有加油站內(nèi)布局加氫站,可能是未來(lái)的一個(gè)發(fā)展方向。
多位業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,50萬(wàn)輛的規(guī)模是氫燃料電池汽車(chē)及基礎(chǔ)設(shè)施投資的盈虧平衡點(diǎn)。隨著燃料電池的輔助系統(tǒng)的批量制造,關(guān)鍵零部件包括空壓機(jī)、增濕器的批量化,燃料電池系統(tǒng)的成本可以大幅度下降,預(yù)計(jì)到2030年,整車(chē)成本將大幅降低。
避免走純電動(dòng)的彎路
“對(duì)于我國(guó)氫燃料電池汽車(chē)的發(fā)展,可以借鑒日本的發(fā)展經(jīng)驗(yàn),首先要有頂層設(shè)計(jì)。”清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院教授、全國(guó)氫能標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)主任毛宗強(qiáng)表示。
日本在2014年發(fā)布了《氫能源白皮書(shū)》,從國(guó)家層面推動(dòng)氫的運(yùn)用以及對(duì)燃料電池汽車(chē)的普及進(jìn)行規(guī)劃,包括100座氫能源補(bǔ)給站、2020年前后實(shí)現(xiàn)氫能源汽車(chē)燃料耗費(fèi)價(jià)格與混合動(dòng)力汽車(chē)基本齊平,等等。由于有政府層面的總體規(guī)劃,日本工業(yè)界、科研界等全社會(huì)的力量積極參與。
在行業(yè)專(zhuān)家看來(lái),目前,我國(guó)純電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)在研發(fā)支持、政策扶持、市場(chǎng)準(zhǔn)入等方面基本形成了一套較完善的政策和標(biāo)準(zhǔn)體系,燃料電池汽車(chē)的標(biāo)準(zhǔn)體系則尚不清晰。
“水氫事件是一個(gè)警醒。”一位專(zhuān)家對(duì)記者說(shuō),燃料電池作為一種新興產(chǎn)業(yè),從目前發(fā)展來(lái)看,既需要各種形式的補(bǔ)貼,又需要政府特定的行政和監(jiān)管手段來(lái)規(guī)范其健康發(fā)展,消除瓶頸,進(jìn)一步規(guī)范市場(chǎng),因此,標(biāo)準(zhǔn)及測(cè)試評(píng)價(jià)體系的出臺(tái)迫在眉睫。
我國(guó)新能源領(lǐng)域不是沒(méi)吃過(guò)政策體系不完善的虧,以前幾年純電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的“騙補(bǔ)事件”為例,國(guó)家雖然大力補(bǔ)貼新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè),但卻沒(méi)有很?chē)?yán)格的產(chǎn)品參數(shù)、質(zhì)量檢驗(yàn)等補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)區(qū)分,只要是“電動(dòng)汽車(chē)”,在生產(chǎn)、銷(xiāo)售等環(huán)節(jié)采取一刀切的補(bǔ)貼。正是這種一刀切的補(bǔ)貼使得真正刻苦攻堅(jiān),研發(fā)創(chuàng)新的企業(yè)吃了虧,卻肥了鉆了空子的車(chē)企。
在專(zhuān)家看來(lái),為避免再走純電動(dòng)汽車(chē)的彎路,國(guó)家應(yīng)該在具體政策的制定過(guò)程中吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),積極而謹(jǐn)慎。
在產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)層面,上汽集團(tuán)董事長(zhǎng)陳虹認(rèn)為,應(yīng)加大燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈的研發(fā)支持力度,設(shè)立國(guó)家專(zhuān)項(xiàng)支持資金,或制定財(cái)稅優(yōu)惠政策,鼓勵(lì)企業(yè)加大投入,重點(diǎn)攻克基礎(chǔ)材料和關(guān)鍵部件的技術(shù)難關(guān)和產(chǎn)業(yè)化瓶頸,自主掌控核心技術(shù)和知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
對(duì)于尤為關(guān)鍵的加氫站建設(shè)障礙問(wèn)題,北汽集團(tuán)董事長(zhǎng)徐和誼認(rèn)為,應(yīng)該加快加氫站的統(tǒng)一規(guī)劃,制定加氫站建設(shè)支持政策,推動(dòng)加氫站的建設(shè),以利于氫燃料車(chē)的推廣。
廣汽集團(tuán)黨委書(shū)記、董事長(zhǎng)曾慶洪也認(rèn)為,需要落實(shí)加氫站規(guī)劃,加速制氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展,通過(guò)多種形式補(bǔ)貼,由點(diǎn)到面逐步加快加氫站布局與網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。
長(zhǎng)城汽車(chē)副董事長(zhǎng)、總裁王鳳英則提醒,推出涉及補(bǔ)貼的相關(guān)政策措施時(shí),需要明確加氫站建設(shè)及運(yùn)營(yíng)監(jiān)管的相關(guān)制度,對(duì)加氫站進(jìn)行有效管理,避免“建而不用”。
國(guó)外如何發(fā)展氫燃料電池汽車(chē)
如果從產(chǎn)業(yè)界最初的研究算起,人類(lèi)已經(jīng)在氫能源動(dòng)力汽車(chē)領(lǐng)域探索了半個(gè)世紀(jì)。
1966年,美國(guó)通用公司對(duì)為美國(guó)登月計(jì)劃研發(fā)的氫燃料電池汽車(chē)進(jìn)行了10個(gè)月的測(cè)試,發(fā)現(xiàn)其在耐久度及應(yīng)對(duì)極端氣候等方面均有不錯(cuò)表現(xiàn)。
不過(guò)由于種種原因,這款氫燃料電池汽車(chē)被雪藏多年,直到2001年才重現(xiàn)江湖,成為通用氫燃料電池科技的巡回展演范本。
20世紀(jì)90年代,氫燃料汽車(chē)的研發(fā)大旗被日韓接管,兩國(guó)后來(lái)居上,本田、豐田、現(xiàn)代汽車(chē)三家車(chē)企先后進(jìn)軍氫燃料汽車(chē)的研發(fā)工作。
從2013年開(kāi)始,日韓企業(yè)的研發(fā)成果陸續(xù)出爐,韓國(guó)現(xiàn)代Tucson FCEV燃料電池車(chē)、豐田Mirai燃料電池車(chē)等量產(chǎn)產(chǎn)品接連問(wèn)世,拉開(kāi)了“飛入尋常百姓家”的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
誰(shuí)在領(lǐng)先?
國(guó)外車(chē)企普遍將重點(diǎn)放在乘用車(chē)領(lǐng)域。
美國(guó)市場(chǎng)調(diào)研及咨詢(xún)公司Information Trends LLC發(fā)布的“2018年全球氫燃料電池車(chē)市場(chǎng)”報(bào)告顯示,自2013年到2017年底,全球總計(jì)售出6475輛氫燃料電池乘用車(chē)。
這6475輛車(chē)中約53%登記在美國(guó)加利福尼亞州,日本以38%的占比排名第二,歐洲為9%。在各車(chē)企交付的氫燃料電池汽車(chē)占比方面,豐田占比最大,高達(dá)75%,其次是本田和現(xiàn)代,分別為13%和11%。
清華大學(xué)教授李建秋向《財(cái)經(jīng)國(guó)家周刊》記者介紹,從目前全球市場(chǎng)看,豐田、現(xiàn)代、奔馳、本田屬于典型代表,是比較領(lǐng)先的四家企業(yè)。這四家企業(yè)在氫燃料乘用車(chē)領(lǐng)域一直有持續(xù)投入,在車(chē)型研發(fā)上也比較特別。
就市場(chǎng)應(yīng)用情況來(lái)看,公開(kāi)消息顯示,本田于2016年推出氫燃料電池汽車(chē)“CLARITY FUEL CELL”,首批用于歐洲燃料電池車(chē)普及項(xiàng)目,2017年下半年開(kāi)始面向個(gè)人銷(xiāo)售。
2018年3月,韓國(guó)現(xiàn)代推出EPA工況下續(xù)航成績(jī)達(dá)到563公里的第二代氫動(dòng)力車(chē)型NEXO,在?30℃的低溫環(huán)境下仍然可以正常、穩(wěn)定啟動(dòng),2018年平昌冬奧會(huì)上就試用了此款車(chē)型。
市場(chǎng)應(yīng)用的順利推進(jìn)離不開(kāi)背后核心技術(shù)的突破,由此進(jìn)一步帶來(lái)成本降低和續(xù)航提升。李建秋認(rèn)為,當(dāng)前燃料電池汽車(chē)整車(chē)成本平均約5萬(wàn)美元,預(yù)計(jì)到2020年整車(chē)成本將不足3萬(wàn)美元,續(xù)駛里程超過(guò)500公里。并且,隨著續(xù)駛里程增加,燃料電池汽車(chē)相對(duì)純電動(dòng)車(chē)的成本優(yōu)勢(shì)將會(huì)愈加明顯。
“比如豐田最新推出的Mirai燃料電池車(chē),它在性能、成本上已經(jīng)具備與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)轎車(chē)競(jìng)爭(zhēng)的實(shí)力。”他說(shuō)。
氫燃料電池汽車(chē)愈加明顯的優(yōu)勢(shì)引發(fā)了更多車(chē)企的關(guān)注及追隨。當(dāng)前,包括奧迪、寶馬、戴姆勒、通用、起亞等全球汽車(chē)制造商,都陸續(xù)開(kāi)發(fā)出燃料電池汽車(chē)概念車(chē)。
同濟(jì)大學(xué)新能源汽車(chē)工程中心教授張存滿(mǎn)表示,無(wú)論是日本、韓國(guó)等亞洲國(guó)家,還是美國(guó)、德國(guó)等歐美國(guó)家,汽車(chē)企業(yè)在氫燃料電池技術(shù)上的研發(fā)都是自主研發(fā)起主導(dǎo)作用,具有前瞻性,市場(chǎng)自由靈活度高。
加氫站加速布局
燃料電池汽車(chē)目前的主流設(shè)計(jì)是采用車(chē)載純氫的方式,這意味著燃料電池汽車(chē)必須像燃油汽車(chē)一樣補(bǔ)充能源,有加氫站來(lái)制備和運(yùn)輸氫氣。加氫站的建設(shè)也就成為了燃料電池汽車(chē)商業(yè)化的一大關(guān)鍵。
在燃料電池汽車(chē)推廣過(guò)程中,多國(guó)政府和汽車(chē)制造商都已經(jīng)認(rèn)識(shí)到了加氫站對(duì)于燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)化的重要性,并積極開(kāi)展氫燃料電池汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)研究,同時(shí)不斷加大對(duì)加氫站等基礎(chǔ)配套設(shè)施的建設(shè)力度。
數(shù)據(jù)顯示,截至2018年12月底,歐洲擁有160座正在運(yùn)行的加氫站,占全球總數(shù)量的40%;亞洲擁有140座,占35%;北美擁有85座,占21.25%。歐洲和亞洲是全球加氫站分布的主要區(qū)域。
從加氫站建設(shè)來(lái)看,日本在亞洲市場(chǎng)屬于無(wú)可置疑的先行者,不僅全球加氫站保有量首位由日本(96座)占據(jù),在氫燃料電池及氫燃料電池汽車(chē)研發(fā)和商業(yè)化推廣方面,日本也處于領(lǐng)先水平。
據(jù)了解,2017年,日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省發(fā)布《氫能基本戰(zhàn)略》,2020年要累計(jì)實(shí)現(xiàn)4萬(wàn)輛保有量,2025年累計(jì)實(shí)現(xiàn)20萬(wàn)輛保有量。
反映到商業(yè)層面,豐田、本田等汽車(chē)公司均宣布燃料電池汽車(chē)已經(jīng)商業(yè)化。并且,豐田、日產(chǎn)等11家基礎(chǔ)設(shè)施、汽車(chē)以及金融公司于2018年成立了日本加氫站網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合公司(Japan H2 Mobility),計(jì)劃2018年至2021年新建80座加氫站。
歐洲市場(chǎng)方面,丹麥基本實(shí)現(xiàn)加氫站全國(guó)覆蓋,英國(guó)、德國(guó)也在提高加氫站的資金投入和地域覆蓋。德國(guó)則已經(jīng)擁有60座加氫站,另有38座加氫站已在規(guī)劃中,其中34個(gè)地點(diǎn)將由大型能源企業(yè)和車(chē)企合資設(shè)立加氫站運(yùn)營(yíng)商H2 Mobility Germany運(yùn)營(yíng)。
美國(guó)市場(chǎng)稍落后于日本和歐洲,加氫站布局成果排在全球第三名。公開(kāi)數(shù)據(jù)顯示,美國(guó)目前擁有42座公共加氫站,確定在建或計(jì)劃中的加氫站達(dá)10多座,未來(lái)加氫站的擴(kuò)展仍將處于持續(xù)、迅猛向上勢(shì)頭。
也有政策扶持
與國(guó)內(nèi)通過(guò)政策和補(bǔ)貼支持新能源汽車(chē)發(fā)展相同,國(guó)外氫燃料電池汽車(chē)發(fā)展也采取了類(lèi)似手段。
作為先行先試代表,日本從1993年起就開(kāi)始實(shí)施“世界能源網(wǎng)絡(luò)”計(jì)劃,深入研究氫及其基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù),希望到2020年逐步推廣氫能。
公開(kāi)數(shù)據(jù)顯示,日本對(duì)氫能的相關(guān)資助規(guī)模在2018年達(dá)到2.6億美元,其中40%主要支持補(bǔ)貼加氫站,15%通過(guò)METIs進(jìn)行技術(shù)研發(fā),35%主要是支持氫燃料車(chē)、推廣靜態(tài)的燃料電池的使用和供應(yīng)鏈等。
與日本類(lèi)似,美國(guó)也很早就在政策層面對(duì)氫燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行刺激與推動(dòng)。比如,1994年美國(guó)克林頓政府曾宣布實(shí)施“新一代汽車(chē)合作計(jì)劃”,耗資15億美元,開(kāi)發(fā)3倍于當(dāng)時(shí)燃料效益的新一代先進(jìn)轎車(chē);布什政府則提出“自由轎車(chē)”(Freedom car)項(xiàng)目以及“自由燃料”(Freedom fuel)計(jì)劃(氫計(jì)劃),總共耗資17億美元,用于氫能燃料電池、氫能基礎(chǔ)建設(shè)與尖端車(chē)輛科技的發(fā)展。
德國(guó)政府的規(guī)劃則更為明確,規(guī)劃在2020年之前加氫站普及到100座,到2025年之前建成400座,并聯(lián)合戴姆勒-奔馳汽車(chē)公司、大眾汽車(chē)公司計(jì)劃至2020年向市場(chǎng)投入50萬(wàn)輛氫燃料電池汽車(chē)。
韓國(guó)方面,2018年6月,韓國(guó)政府宣布五年內(nèi)用于氫燃料電池及加氫站的補(bǔ)貼將達(dá)到2.6萬(wàn)億韓元,把交通對(duì)原油的依賴(lài)減少20%。
此外,加拿大、新加坡、冰島等國(guó)家也都積極參與氫能源燃料電池的發(fā)展研究,致力于推動(dòng)交通環(huán)?;?、智能化、科學(xué)化。

