【聚焦】燃料電池汽車離產(chǎn)業(yè)化還有多遠
中國汽車工業(yè)協(xié)會最新數(shù)據(jù)顯示,今年前4個月,我國新能源汽車產(chǎn)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(yè)開始普遍觸“電”,純電動汽車市場已經(jīng)擠得“無處下腳”。不少企業(yè)另辟蹊徑,開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。
那么,燃料電池汽車離真正產(chǎn)業(yè)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(jù)介紹,該車加注氫氣10分鐘,續(xù)航里程可達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。
“在世界各國政府、科研機構(gòu)和企業(yè)共同推動下,燃料電池技術(shù)近年有較大進展。”中國汽車工業(yè)協(xié)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(chǎn)銷售,標志著燃料電池汽車的技術(shù)路線基本確定,開始進入產(chǎn)業(yè)化階段。
雖然我國燃料電池產(chǎn)業(yè)起步比日本晚,但近年來也取得了長足進步。經(jīng)過20多年的研發(fā)和示范運行,目前我國已經(jīng)初步掌握燃料電池電堆及其關(guān)鍵材料、動力系統(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產(chǎn)權(quán)的燃料電池汽車動力系統(tǒng)技術(shù)平臺,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),初步形成了以大學研究院所為主,骨干企業(yè)參與,涵蓋制氫、儲氫、輸氫、氫安全及燃料電池技術(shù)的研發(fā)體系,實現(xiàn)了百輛級動力系統(tǒng)與整車的生產(chǎn)能力。截至2017年底,我國燃料電池汽車商業(yè)化訂單已突破千輛,用于示范運營的氫燃料電池汽車有200余輛,全國范圍內(nèi)建成加氫站8座。
不過,這組運營數(shù)字遠不如純電動汽車。“雖然燃料電池有電堆效率比內(nèi)燃機高、完全沒有排放污染等巨大優(yōu)點,但是由于氫的儲存方法未能確定,電堆體積過大,效率太低,質(zhì)子交換膜使用貴金屬多等具體技術(shù)問題未能攻克,燃料電池汽車真正產(chǎn)業(yè)化還面臨較多困難。”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,燃料電池汽車與動力蓄電池電動汽車相比,還有10年甚至更長的差距。
產(chǎn)業(yè)突破必須邁過“三道坎”
乘用車最能體現(xiàn)一國汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平。數(shù)據(jù)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(xiàn)代汽車所占據(jù)。其中,豐田的Mirai以2039輛的注冊量占據(jù)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(chǎn)品僅有上汽榮威950一款,且并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,由于對環(huán)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(chǎn)品的商業(yè)化運營。
其次,氫的供應鏈尚未形成。據(jù)專家介紹,關(guān)于氫的制取,當前有工業(yè)副產(chǎn)氫和利用光伏、風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,都需要進行經(jīng)濟、技術(shù)方面的比較和商業(yè)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(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,其真正的價格要遠高于純電動汽車,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%用于租賃業(yè)務,其性價比也遠未達到市場推廣要求”。
記者走訪發(fā)現(xiàn),目前國內(nèi)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(guī)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(guī)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(fā)部經(jīng)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(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1500萬元以上,遠高于加油站和充電站,這對不少企業(yè)形成了較高門檻。
誰能勝出在于市場選擇
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(shù)路線之爭。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500公里至700公里,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(shù)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(shù)已有重大進步,對此結(jié)論應重新評估。”在董揚看來,就當前技術(shù)狀況,動力蓄電池電動汽車更適用于城市、短途、乘用車,而燃料電池汽車更適用于長途、重載、商用車。“二者是互為補充的關(guān)系,并不是互相替代的關(guān)系,至于將來孰優(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)。”董揚說。
氫能燃料電池技術(shù)需要加快發(fā)展,這符合我國能源革命的需要。“但氫和電都是能源載體,并無‘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(huán)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(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會是共生共存”。
“純電動、氫燃料和混合動力,都有各自的優(yōu)勢,中國市場這么大,三條技術(shù)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(wǎng)聯(lián)電動汽車創(chuàng)新中心主任殷承良說,至于未來究竟誰能勝出,“取決于技術(shù)進步和市場選擇”。
按照我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)規(guī)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(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)開展部省合作。”董揚認為,只有迅速形成萬輛等級的生產(chǎn),才能打通產(chǎn)業(yè)鏈。
責任編輯:仁德財
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