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' . 不少企業另闢蹊徑, 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.
那麼, 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, 該車加註氫氣10分鐘, 續航裡程可達500公裡, 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年歷史. 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, 動力系統, 整車整合和氫能基礎設施的核心技術, 基本建立了具有自主智慧財產權的燃料電池汽車動力系統技術平台, 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, 涵蓋制氫, 儲氫, 輸氫, 氫安全及燃料電池技術的研發體系, 實現了百輛級動力系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面臨較多困難. ' 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佔據. 其中, 豐田的Mirai以2039輛的註冊量佔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, 且並未正式面向私人消費市場.
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國際標準召集人齊志剛舉例說, 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, 濕度無法控制, 在實際運營中, 氫燃料電池的壽命會大打折扣. ' 清華大學汽車工程系教授陳全世表示, 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, 風能等碎片化能源制氫等不同技術路線; 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, 技術方面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, 氫氣的供給體系並不穩定.
再次, 生產和使用成本高也制約了推廣. '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, 遠超過制氫成本' .
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分鐘至3分鐘, 續駛裡程可達500公裡至700公裡, 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, 中國市場這麼大, 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, 只有迅速形成萬輛等級的生產, 才能打通產業鏈.
