鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：375次 | 2022年08月08日
燃料動(dòng)力電池汽車離真正產(chǎn)業(yè)化究竟還有多遠(yuǎn)
中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)最新數(shù)據(jù)顯示，今年前4個(gè)月，我國(guó)新能源汽車產(chǎn)銷分別完成23.2萬(wàn)輛和22.5萬(wàn)輛，比上年同期分別增長(zhǎng)142.4%和149.2%，不僅遠(yuǎn)超車市整體增幅，也遠(yuǎn)超人們預(yù)期。
在這種形勢(shì)下，汽車行業(yè)開(kāi)始普遍觸“電”，純電動(dòng)汽車市場(chǎng)已經(jīng)擠得“無(wú)處下腳”。不少企業(yè)另辟蹊徑，開(kāi)始投身氫燃料汽車的研發(fā)，不少地方也紛紛將燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)列為發(fā)展重點(diǎn)。
那么，燃料電池汽車離真正產(chǎn)業(yè)化究竟還有多遠(yuǎn)呢？
成熟度比電動(dòng)車至少差10年
在前不久舉行的北京國(guó)際車展上，福田歐輝8.5米氫燃料電池客車吸引了不少觀眾眼球。據(jù)介紹，該車加注氫氣10分鐘，續(xù)航里程可達(dá)500公里，目前已獲得百輛訂單，這也是燃料電池汽車全球最大商業(yè)化訂單。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
“在世界各國(guó)政府、科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)共同推動(dòng)下，燃料電池技術(shù)近年有較大進(jìn)展。”中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)常務(wù)副會(huì)長(zhǎng)董揚(yáng)表示，從加拿大巴拉德公司1991年申請(qǐng)專利開(kāi)始，燃料電池汽車的研究已有近30年歷史。2015年1月，豐田汽車公司的“未來(lái)”(Mirai)品牌燃料電池汽車正式投產(chǎn)銷售，標(biāo)志著燃料電池汽車的技術(shù)路線基本確定，開(kāi)始進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段。
雖然我國(guó)燃料電池產(chǎn)業(yè)起步比日本晚，但近年來(lái)也取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。經(jīng)過(guò)20多年的研發(fā)和示范運(yùn)行，目前我國(guó)已經(jīng)初步掌握燃料電池電堆及其關(guān)鍵材料、動(dòng)力系統(tǒng)、整車集成和氫能基礎(chǔ)設(shè)施的核心技術(shù)，基本建立了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)平臺(tái)，培育了一批從事燃料電池及關(guān)鍵零部件研發(fā)生產(chǎn)的企業(yè)，初步形成了以大學(xué)研究院所為主，骨干企業(yè)參與，涵蓋制氫、儲(chǔ)氫、輸氫、氫安全及燃料電池技術(shù)的研發(fā)體系，實(shí)現(xiàn)了百輛級(jí)動(dòng)力系統(tǒng)與整車的生產(chǎn)能力。截至2017年底，我國(guó)燃料電池汽車商業(yè)化訂單已突破千輛，用于示范運(yùn)營(yíng)的氫燃料電池汽車有200余輛，全國(guó)范圍內(nèi)建成加氫站8座。
不過(guò)，這組運(yùn)營(yíng)數(shù)字遠(yuǎn)不如純電動(dòng)汽車?！半m然燃料電池有電堆效率比內(nèi)燃機(jī)高、完全沒(méi)有排放污染等巨大優(yōu)點(diǎn)，但是由于氫的儲(chǔ)存方法未能確定，電堆體積過(guò)大，效率太低，質(zhì)子交換膜使用貴金屬多等具體技術(shù)問(wèn)題未能攻克，燃料電池汽車真正產(chǎn)業(yè)化還面臨較多困難?！倍瓝P(yáng)認(rèn)為，當(dāng)前我國(guó)燃料電池汽車與2009年的純電動(dòng)汽車狀況相似，還屬于“十城千輛”的規(guī)模化研發(fā)推廣階段。就產(chǎn)業(yè)成熟度而言，燃料電池汽車與動(dòng)力蓄電池電動(dòng)汽車相比，還有10年甚至更長(zhǎng)的差距。
產(chǎn)業(yè)突破必須邁過(guò)“三道坎”
乘用車最能體現(xiàn)一國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平。數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)前全球燃料電池乘用車市場(chǎng)主要為日本豐田、本田和韓國(guó)現(xiàn)代汽車所占據(jù)。其中，豐田的Mirai以2039輛的注冊(cè)量占據(jù)了全球燃料電池汽車銷量的88％。相較之下，我國(guó)正式推出的燃料電池乘用車落地產(chǎn)品僅有上汽榮威950一款，且并未正式面向私人消費(fèi)市場(chǎng)。
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為何我國(guó)氫燃料電池汽車難以推廣呢？“首先，燃料電池使用壽命太短。”新研氫能源科技有限公司CTO、IEC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)召集人齊志剛舉例說(shuō)，上汽榮威950燃料電池汽車運(yùn)行時(shí)間在3000小時(shí)左右，離實(shí)際應(yīng)用所需的5000小時(shí)還有較大差距。
“更重要的是，由于對(duì)環(huán)境、溫度、濕度無(wú)法控制，在實(shí)際運(yùn)營(yíng)中，氫燃料電池的壽命會(huì)大打折扣?！鼻迦A大學(xué)汽車工程系教授陳全世表示，即使壽命達(dá)到5000小時(shí)，以一天運(yùn)營(yíng)15小時(shí)計(jì)算，一輛公交車僅能運(yùn)營(yíng)不到一年的時(shí)間，根本無(wú)法支撐產(chǎn)品的商業(yè)化運(yùn)營(yíng)。
其次，氫的供應(yīng)鏈尚未形成。據(jù)專家介紹，關(guān)于氫的制取，當(dāng)前有工業(yè)副產(chǎn)氫和利用光伏、風(fēng)能等碎片化能源制氫等不同技術(shù)路線；關(guān)于氫的輸送，也有高壓、液化和利用天然氣管道等不同路線，都需要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)、技術(shù)方面的比較和商業(yè)模式的探索。
中國(guó)工程院院士、中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員衣寶廉表示，目前我國(guó)氫氣儲(chǔ)存和運(yùn)輸企業(yè)少，氫氣的供給體系并不穩(wěn)定。
再次，生產(chǎn)和使用成本高也制約了推廣。“目前，全球技術(shù)領(lǐng)先的豐田也是在‘貼錢’推廣，其真正的價(jià)格要遠(yuǎn)高于純電動(dòng)汽車，更不用說(shuō)燃油車?！标惾辣硎?，“豐田去年銷售的幾千輛燃料電池汽車中，80%用于租賃業(yè)務(wù)，其性價(jià)比也遠(yuǎn)未達(dá)到市場(chǎng)推廣要求”。
記者走訪發(fā)現(xiàn)，目前國(guó)內(nèi)一輛燃料電池汽車售價(jià)大都在百萬(wàn)元以上?！爸詢r(jià)格居高不下，主要原因是規(guī)模太小。”上海電器科學(xué)研究院北京分院院長(zhǎng)盧琛鈺表示。
同時(shí)，燃料電池汽車使用成本也偏高?！盀榱吮ＷC氫氣運(yùn)輸安全，我國(guó)規(guī)定壓力容器必須很牢固，同時(shí)要求運(yùn)輸氫氣的壓力不能太大?！北本┑吞记鍧嵞茉囱芯克鶜淠苎邪l(fā)部經(jīng)理何廣利表示，壓力低儲(chǔ)存量就少，“綜合來(lái)算，氫氣儲(chǔ)存和運(yùn)輸成本每立方米約為9元，遠(yuǎn)超過(guò)制氫成本”。
此外，加氫站建設(shè)投資也較大。衣寶廉告訴記者，不算土地，一座日加能力在200公斤的加氫站的建設(shè)成本至少在1500萬(wàn)元以上，遠(yuǎn)高于加油站和充電站，這對(duì)不少企業(yè)形成了較高門檻。
誰(shuí)能勝出在于市場(chǎng)選擇
在我國(guó)新能源汽車推廣和應(yīng)用上，始終存在著插電式、純電和燃料電池三條技術(shù)路線之爭(zhēng)。其中，由于氫的能量密度是油的兩至三倍，再加上它在加氫環(huán)節(jié)的客戶體驗(yàn)和傳統(tǒng)能源車是一樣的，加一次氫僅用2分鐘至3分鐘，續(xù)駛里程可達(dá)500公里至700公里，很長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)，燃料電池汽車都被認(rèn)為是國(guó)家新能源汽車技術(shù)路線終極解決方案。
然而，與純電動(dòng)汽車相比，燃料電池汽車不僅在我國(guó)，在全世界的推廣應(yīng)用都不太理想?！氨臼兰o(jì)初，在動(dòng)力蓄電池能量密度達(dá)不到汽車使用需求的前提下，專家多認(rèn)為燃料電池汽車是電動(dòng)汽車的終極階段，這可以理解。但是近年來(lái)，動(dòng)力蓄電池技術(shù)已有重大進(jìn)步，對(duì)此結(jié)論應(yīng)重新評(píng)估?！痹诙瓝P(yáng)看來(lái)，就當(dāng)前技術(shù)狀況，動(dòng)力蓄電池電動(dòng)汽車更適用于城市、短途、乘用車，而燃料電池汽車更適用于長(zhǎng)途、重載、商用車?！岸呤腔檠a(bǔ)充的關(guān)系，并不是互相替代的關(guān)系，至于將來(lái)孰優(yōu)孰劣，由于技術(shù)還在發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施正在建設(shè)，商業(yè)模式也在持續(xù)不斷創(chuàng)新，仍存在巨大變數(shù)?！倍瓝P(yáng)說(shuō)。
氫能燃料電池技術(shù)需要加快發(fā)展，這符合我國(guó)能源革命的需要。“但氫和電都是能源載體，并無(wú)‘終極’之說(shuō)?！敝袊?guó)科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授歐陽(yáng)明高也不同意“氫是終極能源”和“氫能燃料電池車是終極環(huán)保車”的說(shuō)法。他認(rèn)為，小型轎車對(duì)能量要求較低，鋰電池可能發(fā)揮更大作用，“所以就新能源汽車而言，燃料電池與純電將來(lái)會(huì)是共生共存”。
“純電動(dòng)、氫燃料和混合動(dòng)力，都有各自的優(yōu)勢(shì)，中國(guó)市場(chǎng)這么大，三條技術(shù)路線在今天和明天都是需要的?！痹?月12日舉行的第十屆汽車藍(lán)皮書論壇上，上海交通大學(xué)智能網(wǎng)聯(lián)電動(dòng)汽車創(chuàng)新中心主任殷承良說(shuō)，至于未來(lái)究竟誰(shuí)能勝出，“取決于技術(shù)進(jìn)步和市場(chǎng)選擇”。
按照我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，到2030年，我國(guó)燃料電池汽車運(yùn)營(yíng)要達(dá)到100萬(wàn)輛。屆時(shí)，中國(guó)有望成為全球最大的燃料電池汽車市場(chǎng)。如何加快燃料電池汽車的產(chǎn)業(yè)化步伐？“這需要汽車整車及能源大企業(yè)等產(chǎn)業(yè)主力軍介入，產(chǎn)業(yè)主管部門牽頭，選擇條件較好的省域地區(qū)開(kāi)展部省合作?！倍瓝P(yáng)認(rèn)為，只有迅速形成萬(wàn)輛等級(jí)的生產(chǎn)，才能打通產(chǎn)業(yè)鏈。
