新能源汽車大勢所趨, 各家車企都發布了停止生產銷售傳統燃油車的時間表.
最近, 兩大車企北汽, 長安宣布了停售燃油車轉型的策略:
12月9日, 北汽集團宣布了 '停售傳統燃油車' 時間表, 到2025年在中國境內全面停止生產和銷售自主品牌傳統燃油乘用車.
10月19日, 長安汽車正式宣布將在2025年正式停止銷售傳統燃油車, 並於2025年推出全新純電動車型21款, 插電式混動車型12款. 長安汽車成為國內第一個提出停售燃油車的傳統車企.
看來新能源汽車成為主流指日可待. 在新能源車領域細分下去, 還分氫燃料電池驅動和鋰電池驅動. 今天我們關注氫燃料電池動力汽車, 相比電動車它有哪些優劣? 在國內發展態勢如何?
國內有誰正布局氫燃料電池汽車?
2016年, 氫燃料電池車全球註冊量為2312台, 其中豐田Mirai銷售了2039台, 其餘則由本田Clarity和現代ix35 FC貢獻.
目前中國道路上跑的氫燃料電池驅動的車型以商用車為主: 北汽福田歐輝12米氫燃料電池客車, 中國重汽氫動力碼頭牽引車……另外最近上汽大通也發布了一款搭載雙系統 (氫燃料電池和鋰電池系統) 的FCV80. 官方發布的資料顯示: 氫燃料動力加料時間為3分鐘, 續航裡程最長接近440公裡, 再加上鋰電池系統, 總共是500公裡的續航裡程.
今年稍早時候, '超人' 李嘉誠投資的五龍電動車布局超百億產業項目——長江氫動力 (佛山) 研發中心及整車生產項目. 與此同時, 全國第一座全商業化運營的加氫站也正式投入使用.
今年11月, 長城汽車副總裁Tobias Brunner向媒體表示, 長城汽車已經建立了內部的研發團隊, 正在研發電驅動與燃料電池的關鍵技術, 有望於2022年正式推出首款全新的燃料電池汽車.
除此之外呢? 有誰正在踏入氫燃料電池汽車領域呢?
首先來看國家隊. 11月24日, 國家能源集團總經理淩文在第17屆中國年度管理大會上表示, 正在氫產業聯盟和氫燃料電池方面正在跟有關的車企和電池生產商, 整車生產商進行整合創新.
淩文提到, 由神華投入的國內加氫站已經開始建設, 比如江蘇如皋加氫站, 項目佔地3.87畝, 計劃安裝兩台氫氣壓縮機, 每小時1100標方, 日加氫能力達到1000公斤, 建成後加氫能力將成為全國第一.
'全世界最大的氫的製造能力現在在神華' , 淩文表示, 成立了國家能源集團之後, 我們將在這些方面繼續堅定不移地投入.
再看看民企和外企隊.
濰柴動力在此領域也有野心: 今年11月22日, 濰柴動力公告稱, 基於對未來商用車新能源的發展方向的共同認知及智能製造的需求, 與博世簽署戰略合作框架協議, 就未來合力打造燃料電池技術產業鏈及雙方在智能製造領域的合作進行了框架性約定.
據透露, 濰柴動力管理層今年上半年在國外調研發現, 歐洲, 日本的一些廠家在燃料電池核心技術研發已經有突破, 這給公司帶來了壓力, 也意識到了發展機遇.
2017年10月底, 億華通 (專註於氫燃料電池發動機研發及產業化的國家級高新技術企業) 與Hydrogenics公司 (加拿大燃料電池電堆供應商) 簽署第二階段戰略合作協議. 根據協議, 雙方將在氫燃料電池動力系統, 加氫站網路建設及運營等領域開展合作. 此外, 在今年6月15日, 東旭光電1億元參股億華通.
另外, 大洋電機於2016年8月18日出資2830萬美元認購加拿大氫燃料電池公司巴拉德普通股, 約佔巴拉德已發行全部普通股的9.9%, 由此成為巴拉德的最大股東. 巴拉德 (BallardPower Systems)) 於1983年開始研發氫燃料電池, 迄今為止, 該公司氫燃料電池的出貨量接近150MW.
氫燃料電池動力汽車 VS 純電動車
目前實現量產商業化的乘用車主要是日系車和韓系車: 豐田Mirai, 本田Clarity, 現代ix35 FCV (FCV是Fuel Cell Vehichle 的縮寫) . 2015年10月28日, 豐田在歐洲發布了一款氫動力汽車Mirai, 號稱 '世界第一款量產版的液態氫能源汽車' .
由上圖看到, 豐MIRAI氫燃料電動車結構如下: 車的後部和尾部裝有兩個壓力70兆
由上圖看到, 豐田MIRAI氫燃料電動車結構如下: 車的後部和尾部裝有兩個壓力70兆帕儲氫罐. 前座椅下面是最核心的部件: 一個3.1kW/L的燃料電池堆, 氫氣進到電池堆中和氧氣結合生成電能和水. 車前部的升壓轉換器, 將電池堆輸出電流的電壓升至650瓦. 電流進入位於前倉的交流同步電動機, 驅動汽車行駛.
那麼, 氫燃料電池動力汽車 (FCV) 與其他的純電動汽車 (EV) 相比, 有哪些優劣呢?
兩者都是零油耗, 零排放和低噪音的新能源汽車, 其中FCV相比EV來說, 續航裡程長, 充電時間較短, 適合長距離的大中型車; 但FCV在能效方面不如EV可直接使用電能, 需要利用氫的化學反應發電, 能效相對低; 在成本方面, FCV需要高壓的儲氫罐, 車輛成本較高, 維護費用也高. 在基礎建設方面, FCV所需的加氫站還並未大規模投入建設, 這點EV發展更好, 目前充電站和充電樁的建設正在快速發展當中.
總的來說, FCV加氫幾分鐘即可行駛長距離, 但成本高, 能效損耗高, EV充電時間長, 成本低, 續航裡程也短.
而且, FCV的技術壁壘比EV高, 比如高壓儲氫等. 許多造車的攪局者 (比如樂視的法拉第) 選擇的都是EV車.
然而, 氫燃料電池技術仍面臨問題
中國燃料電池車的起步並不晚, 但距離國際一流水平還是有差距.
比如在電池的功率密度和壽命上, 國內相關企業的燃料電池的壽命在3000小時左右, 而國際一流水準是5000小時. 其次在燃料電池關鍵材料和氫氣存儲問題方面也有不少的問題. 一些關鍵材料的開發還在實驗室階段.
從實驗室技術走向大眾商業化應用, 關鍵的因素是要降低產品生產成本, 使其具有市場競爭力, 而氫燃料電池的成本下降還有許多技術難關要攻克.
氫燃料電池使用壽命短, 試驗室數據也才5000小時
清華大學汽車工程系教授陳全世在接受《中國汽車報》採訪時表示: '當前, 氫燃料電池技術還存在技術瓶頸, 在電池壽命達到1萬小時之前, 不宜進行大規模市場推廣.
'現階段, 最前沿的成果 (氫燃料電池的壽命) 可以達到5000小時, 但這僅是試驗數據, 在現實中, 對環境, 溫度, 濕度無法控制, 氫燃料電池的壽命會大打折扣. 事實上, 即使壽命達到5000小時, 一輛公交車以一天運營15小時計算, 也僅能運營不到一年的時間, 這樣的壽命根本不足以支撐產品的商業化運營.
氫燃料電池膜技術太貴
中國汽車工程學會副秘書長閆建來認為, 氫燃料電池的膜技術比鋰電池要難得多. '現在氫燃料電池的膜技術還沒有突破, 用白金做催化劑, 太 '嬌嫩' 了, 對溫度和空氣的要求都比較高, 如果不能突破這項技術很難進行大規模市場推廣. '
制氫成本高, 未來需要通過量產降低成本
氫燃料電池汽車成本高只是一方面, 濃度為99.99%的氫氣成本也相當高. 以北京為例, 其售價約為11元/m3, 而這個價格顯然不適合普通消費市場. 閆建來還表示氫燃料電池目前的轉換效率較低, 這直接造成了其使用成本過高, 無法滿足大規模市場推廣需求.
……
除此之外, 還有加氫站數量少的問題.
目前國內正在運營的加氫站只有7座. 分別位於北京, 上海, 鄭州, 大連, 佛山, 雲浮和常熟. 不過好的方面是, 各地已經開始加速布局加氫站.
廣東佛山和雲浮兩市和中石油, 中石化合作, 計劃在2019年投入使用10座加氫站, 實現1000台氫能公交車和物流車的推廣和覆蓋. 還有上文提到, 神華在江蘇如皋投資建設了一座的加氫站等……
此外國家對氫燃料電池汽車的支援力度也很強勁:
圖片來自: 2016年12月30日《關於調整新能源汽車推廣應用財政補貼政策的通知
根據國務院發布的《 '十三五' 國家戰略性新興產業發展規劃》: 要系統推進燃料電池車的研發與產業化; 推動高性能低成本燃料電池材料和系統關鍵部件研發; 推動車載儲氫系統以及氫製備, 儲運和加註技術發展, 推進加氫站建設.
規劃還明確, 到2020年, 要實現燃料電池車批量生產和規模化示範應用. 看來氫燃料電池車離普通消費者也並不是一個很遙遠的將來時.
