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  • 燃料電池汽車離產業化還有多遠
    來源:原創    所屬欄目:【行業新聞】    時間:2018-05-18 17:45:38

    中國汽車工業協會最新數據顯示,今年前4個月,我國新能源汽車產銷分別完成23.2萬輛和22.5萬輛,比上年同期分別增長142.4%和149.2%,不僅遠超車市整體增幅,也遠超人們預期。


    在這種形勢下,汽車行業開始普遍觸“電”,純電動汽車市場已經擠得“無處下腳”。不少企業另辟蹊徑,開始投身氫燃料汽車的研發,不少地方也紛紛將燃料電池汽車產業列為發展重點。


    那麽,燃料電池汽車離真正產業化究竟還有多遠呢?


    成熟度比電動車至少差10年


    在前不久舉行的北京國際車展上,福田歐輝8.5米氫燃料電池客車吸引了不少觀眾眼球。據介紹,該車加注氫氣10分鍾,續航裏程可達500公裏,目前已獲得百輛訂單,這也是燃料電池汽車全球最大商業化訂單。


    “在世界各國政府、科研機構和企業共同推動下,燃料電池技術近年有較大進展。”中國汽車工業協會常務副會長董揚表示,從加拿大巴拉德公司1991年申請專利開始,燃料電池汽車的研究已有近30年曆史。2015年1月,豐田汽車公司的“未來”(Mirai)品牌燃料電池汽車正式投產銷售,標誌著燃料電池汽車的技術路線基本確定,開始進入產業化階段。


    雖然我國燃料電池產業起步比日本晚,但近年來也取得了長足進步。經過20多年的研發和示範運行,目前我國已經初步掌握燃料電池電堆及其關鍵材料、動力係統、整車集成和氫能基礎設施的核心技術,基本建立了具有自主知識產權的燃料電池汽車動力係統技術平台,培育了一批從事燃料電池及關鍵零部件研發生產的企業,初步形成了以大學研究院所為主,骨幹企業參與,涵蓋製氫、儲氫、輸氫、氫安全及燃料電池技術的研發體係,實現了百輛級動力係統與整車的生產能力。截至2017年底,我國燃料電池汽車商業化訂單已突破千輛,用於示範運營的氫燃料電池汽車有200餘輛,全國範圍內建成加氫站8座。


    不過,這組運營數字遠不如純電動汽車。“雖然燃料電池有電堆效率比內燃機高、完全沒有排放汙染等巨大優點,但是由於氫的儲存方法未能確定,電堆體積過大,效率太低,質子交換膜使用貴金屬多等具體技術問題未能攻克,燃料電池汽車真正產業化還麵臨較多困難。”董揚認為,當前我國燃料電池汽車與2009年的純電動汽車狀況相似,還屬於“十城千輛”的規模化研發推廣階段。就產業成熟度而言,燃料電池汽車與動力蓄電池電動汽車相比,還有10年甚至更長的差距。


    產業突破必須邁過“三道坎”


    乘用車最能體現一國汽車產業技術水平。數據顯示,當前全球燃料電池乘用車市場主要為日本豐田、本田和韓國現代汽車所占據。其中,豐田的Mirai以2039輛的注冊量占據了全球燃料電池汽車銷量的88%。相較之下,我國正式推出的燃料電池乘用車落地產品僅有上汽榮威950一款,且並未正式麵向私人消費市場。


    為何我國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國際標準召集人齊誌剛舉例說,上汽榮威950燃料電池汽車運行時間在3000小時左右,離實際應用所需的5000小時還有較大差距。


    “更重要的是,由於對環境、溫度、濕度無法控製,在實際運營中,氫燃料電池的壽命會大打折扣。”清華大學汽車工程係教授陳全世表示,即使壽命達到5000小時,以一天運營15小時計算,一輛公交車僅能運營不到一年的時間,根本無法支撐產品的商業化運營。


    其次,氫的供應鏈尚未形成。據專家介紹,關於氫的製取,當前有工業副產氫和利用光伏、風能等碎片化能源製氫等不同技術路線;關於氫的輸送,也有高壓、液化和利用天然氣管道等不同路線,都需要進行經濟、技術方麵的比較和商業模式的探索。


    中國工程院院士、中國科學院大連化學物理研究所研究員衣寶廉表示,目前我國氫氣儲存和運輸企業少,氫氣的供給體係並不穩定。


    再次,生產和使用成本高也製約了推廣。“目前,全球技術領先的豐田也是在‘貼錢’推廣,其真正的價格要遠高於純電動汽車,更不用說燃油車。”陳全世表示,“豐田去年銷售的幾千輛燃料電池汽車中,80%用於租賃業務,其性價比也遠未達到市場推廣要求”。


    記者走訪發現,目前國內一輛燃料電池汽車售價大都在百萬元以上。“之所以價格居高不下,主要原因是規模太小。”上海電器科學研究院北京分院院長盧琛鈺表示。


    同時,燃料電池汽車使用成本也偏高。“為了保證氫氣運輸安全,我國規定壓力容器必須很牢固,同時要求運輸氫氣的壓力不能太大。”北京低碳清潔能源研究所氫能研發部經理何廣利表示,壓力低儲存量就少,“綜合來算,氫氣儲存和運輸成本每立方米約為9元,遠超過製氫成本”。


    此外,加氫站建設投資也較大。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成本至少在1500萬元以上,遠高於加油站和充電站,這對不少企業形成了較高門檻。


    誰能勝出在於市場選擇


    在我國新能源汽車推廣和應用上,始終存在著插電式、純電和燃料電池三條技術路線之爭。其中,由於氫的能量密度是油的兩至三倍,再加上它在加氫環節的客戶體驗和傳統能源車是一樣的,加一次氫僅用2分鍾至3分鍾,續駛裏程可達500公裏至700公裏,很長時間以來,燃料電池汽車都被認為是國家新能源汽車技術路線終極解決方案。


    然而,與純電動汽車相比,燃料電池汽車不僅在我國,在全世界的推廣應用都不太理想。“本世紀初,在動力蓄電池能量密度達不到汽車使用需求的前提下,專家多認為燃料電池汽車是電動汽車的終極階段,這可以理解。但是近年來,動力蓄電池技術已有重大進步,對此結論應重新評估。”在董揚看來,就當前技術狀況,動力蓄電池電動汽車更適用於城市、短途、乘用車,而燃料電池汽車更適用於長途、重載、商用車。“二者是互為補充的關係,並不是互相替代的關係,至於將來孰優孰劣,由於技術還在發展,基礎設施正在建設,商業模式也在持續不斷創新,仍存在巨大變數。”董揚說。


    氫能燃料電池技術需要加快發展,這符合我國能源革命的需要。“但氫和電都是能源載體,並無‘終極’之說。”中國科學院院士、清華大學教授歐陽明高也不同意“氫是終極能源”和“氫能燃料電池車是終極環保車”的說法。他認為,小型轎車對能量要求較低,鋰電池可能發揮更大作用,“所以就新能源汽車而言,燃料電池與純電將來會是共生共存”。


    “純電動、氫燃料和混合動力,都有各自的優勢,中國市場這麽大,三條技術路線在今天和明天都是需要的。”在5月12日舉行的第十屆汽車藍皮書論壇上,上海交通大學智能網聯電動汽車創新中心主任殷承良說,至於未來究竟誰能勝出,“取決於技術進步和市場選擇”。


    按照我國相關產業規劃,到2030年,我國燃料電池汽車運營要達到100萬輛。屆時,中國有望成為全球最大的燃料電池汽車市場。如何加快燃料電池汽車的產業化步伐?“這需要汽車整車及能源大企業等產業主力軍介入,產業主管部門牽頭,選擇條件較好的省域地區開展部省合作。”董揚認為,隻有迅速形成萬輛等級的生產,才能打通產業鏈。


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