鉅大LARGE | 點擊量：637次 | 2019年06月12日
車用氫燃料電池的破局點在哪里？
說到汽車的百年發(fā)展史，汽車的動力源，一直都是廣大學(xué)者的重要研究對象，從汽油、天然氣、到鋰電池，再到甲醇、氫燃料......驅(qū)動汽車前進(jìn)的動力來源正朝著節(jié)能、高效的方向發(fā)展。但新能源的技術(shù)線路之爭卻從未停止。正當(dāng)眾人以為純電動即汽車未來發(fā)展方向時，氫燃料電池市場卻迎來了大幅升溫，僅2018年，氫燃料電池產(chǎn)業(yè)相關(guān)投資及規(guī)劃資金，就已超過850億元，面對這個挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存的全新萬億級別的市場，如何破局，也被各大車企提上了首要議程。
什么是燃料電池？它的優(yōu)勢何在？
實際上，氫燃料電池就是將氫氣和氧氣的化學(xué)反應(yīng)，直接轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電裝置。其基本原理就是大家熟知是“電解水”的逆反應(yīng)，通過把氫和氧分別供給陽極和陰極，氫通過陽極向外擴(kuò)散和電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)后，放出電子通過外部的負(fù)載到達(dá)陰極，并通過產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)，生成水，釋放部分熱量并發(fā)電。
首先，燃料電池對環(huán)境無污染。它是通過電化學(xué)反應(yīng)，而不是采用燃燒（汽、柴油）或儲能（蓄電池）方式來驅(qū)動車輛，燃燒會釋放像COx、NOx、SOx氣體和粉塵等污染物。如上所述，燃料電池只會產(chǎn)生水和熱。如果氫是通過可再生能源產(chǎn)生的（光伏電池板、風(fēng)能發(fā)電等），整個循環(huán)就是徹底的不產(chǎn)生有害物質(zhì)排放的過程。
其次，燃料電池運行過程十分安靜，噪聲大約只有55dB，相當(dāng)于人們正常交談的水平。這使得燃料電池適合于室內(nèi)安裝，或是在室外對噪聲有限制的地方。
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%
最后，燃料電池的發(fā)電效率可以達(dá)到50%以上，這是由燃料電池的轉(zhuǎn)換性質(zhì)決定的，直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能，不需要經(jīng)過熱能和機(jī)械能（發(fā)電機(jī)）的中間變換。
因此，如果可以把這套系統(tǒng)放到車?yán)锩嫒?，利用氫的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電量，并驅(qū)動輪轂電機(jī)，共同來推動汽車的運動，那么，氫燃料電池簡直就可以稱為汽車能源的終極解決方案了！
研發(fā)投放階段已完成？哪家車企走在前列？
實際上，從日韓、北美、等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)的燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀看，一些公司甚至都已經(jīng)完成了燃料電池汽車的基本性能研發(fā)階段，并解決了若干關(guān)鍵技術(shù)問題，其整車性能、可靠性、壽命和環(huán)境適應(yīng)性等各方面均已基本達(dá)到了和傳統(tǒng)汽油車相媲美的水平。
早在1996年，豐田就研發(fā)出了一輛質(zhì)子交換膜燃料電池汽車。作為該領(lǐng)域的先行者，豐田汽車共申請了15867件與燃料電池相關(guān)的專利，并位居首位，如果再加上與豐田淵源深厚的愛信精機(jī)和電裝，豐田體系的公司將48.6%的技術(shù)壟斷在自己的手中。
2014年12月，豐田燃料電池汽車MIRAI在日本上市。并于18年開始量產(chǎn)，豐田在2008年最初立項開始，預(yù)計MIRAI售價人民幣600萬元，直至2014年豐田MIRAL正式推出時，售價已經(jīng)降至43.5萬元，而實際上，除去日本政府的補貼，日本消費者只需支付約521萬日元(約合人民幣31.3萬元）。
如此顯著的大幅降本，究其原因，可歸結(jié)為企業(yè)量產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大、混合動力系統(tǒng)大規(guī)模應(yīng)用、系統(tǒng)簡化等促進(jìn)FCV成本下降。但也能看出豐田在該領(lǐng)域的強大實力。
作為美國數(shù)一數(shù)二的汽車公司，通用汽車在1990年即開始研發(fā)燃料電池在汽車方面的應(yīng)用。通用公司在燃料電池汽車技術(shù)的三大核心技術(shù)方面，專利量均在全球排名靠前，其核心專利均布在燃料電池技術(shù)與燃料電池系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，其中涉及熱管理系統(tǒng)、氣體通道、燃料供給、催化劑、膜電極、電解質(zhì)、質(zhì)子交換膜以及動力控制。
2018年1月，通用汽車公司宣布，將推出首個具有自主功能的SURUS特種無人駕駛?cè)剂想姵剀囕v通用底盤平臺，配有通用汽車最新的Hydrotec燃料電池自主系統(tǒng)和卡車底盤組件，能夠提供高性能以及零排放的推進(jìn)力。憑借兩款先進(jìn)的電動驅(qū)動單元，四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和鋰離子電池系統(tǒng)，可以提供645km航程能力。
除此之外，本田，現(xiàn)代等日韓車企，也相繼推出了自己的氫燃料電池汽車產(chǎn)品，與這些一流企業(yè)相比，國內(nèi)企業(yè)不管是財力還是技術(shù)層面，明顯處于劣勢狀態(tài)，而造成這種劣勢的原因，很大層面上，是國內(nèi)企業(yè)主要發(fā)展中下游技術(shù)，氫燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈不能完整閉合導(dǎo)致的。
國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈難以形成，氫燃料電池的破局點在哪里？
今年3月底，國家多部委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步完善新能源汽車推廣應(yīng)用財政補貼政策的通知》明確指出，過渡期后，不再對新能源汽車給予購置補貼，然而在最新的補貼政策調(diào)整中，燃料電池汽車的補貼政策卻沒有變化。甚至不少地方出臺的相關(guān)扶持政策還有所加碼。同時，氫能源今年首次寫入了政府工作報告，這些信號都勢必加快推動氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。有了政府的大力扶植，為何氫燃料汽車的市場占有率仍舊低下呢？在我看來，氫燃料電池還面臨三個方面的挑戰(zhàn)。
首先是標(biāo)準(zhǔn)類。目前在儲氫系統(tǒng)這塊70Mpa的氫系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)氣體，物流領(lǐng)域應(yīng)用氫氣的標(biāo)準(zhǔn)，還有燃料電池整車的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)都亟待完善。
其次是資源類。燃料電池汽車的利用肯定離不開加氫站的投資跟運營。目前加氫站無論是在審批和用地上都有極大壓力，還有很多需要明確和優(yōu)化的地方。
另外是自主開發(fā)的零部件，需要把成本在2025年下降80%，最關(guān)鍵的是實現(xiàn)燃料電池系統(tǒng)的關(guān)鍵零部件的自主開發(fā)和國產(chǎn)化。最后是政策導(dǎo)向的市場壓力，現(xiàn)在氫原料電池產(chǎn)業(yè)是一個補貼驅(qū)動的市場，在沒有補貼或者補貼退坡以后，企業(yè)將面臨很大的壓力。
此外，由于氫燃料不能直接從自然界獲取，需要人工制造。常用的制氫方法有化石燃料催化制氫、工業(yè)副產(chǎn)物制氫、生物制氫及太陽能制氫等，但效果都不理想，設(shè)備復(fù)雜，投資大。當(dāng)然，氫氣能通過電解水獲得，但能耗高。工業(yè)制氫尚無最佳方案，仍然有待研發(fā)。盡管我國目前石油、鋼鐵等產(chǎn)業(yè)規(guī)模很大，但這些產(chǎn)業(yè)的副產(chǎn)氫在產(chǎn)業(yè)里所占比例非常小，在氫能社會中，這些產(chǎn)量是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的?！敝茪?、運氫、儲氫、加氫整個過程，都需要時間來構(gòu)建完整的產(chǎn)業(yè)鏈。
盡管國內(nèi)燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)正在逐步成熟，但與發(fā)達(dá)國家相比，我們國家的燃料電池核心材料、部件水平、整體壽命還有一定的差距，低成本燃料電池發(fā)展主要受制于低鉑、超低鉑的催化劑和膜電極，就是第二代、第三代的催化劑、膜電極，基礎(chǔ)問題和科學(xué)問題都需要解決。
因此，想要在氫燃料電池領(lǐng)域找到一個完美的破局點，企業(yè)需要投入大規(guī)模的人力和財力，進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，并通過各方資本，通過引進(jìn)高新技術(shù)，來全面完善自身的“硬實力”，而不是利用當(dāng)下氫燃料的高熱度，資本市場的高度看好和政府的大力扶持補貼，想掙點“快錢”，要杜絕補貼落后產(chǎn)能，從重打擊騙補行為，引導(dǎo)社會資本積極合理地進(jìn)入包括燃料電池在內(nèi)的新能源領(lǐng)域，這樣才能培育出我們自己的燃料電池車企與產(chǎn)業(yè)。
