最近氫燃料電池汽車似乎又一次“火”了起來。上汽大通、北汽福田等多家企業(yè)紛紛高調開啟氫燃料電池汽車戰(zhàn)略,通用、豐田等國際車企也在近期對氫燃料電池汽車戰(zhàn)略發(fā)聲。有讀者朋友問:氫動力汽車說了這么多年,那么氫燃料電池汽車目前發(fā)展到什么階段了?我們已經有電動汽車了,為什么還要用氫能源呢?目前氫燃料電池汽車發(fā)展又有哪些機遇與挑戰(zhàn)?
日前,中國通用技術集團中國汽車工程研究院股份有限公司(以下簡稱“中國汽研”)在重慶啟動了國內首個國家氫能動力質量監(jiān)督檢驗中心的建設。搜狐汽車·E電園受邀參會的同時,也借此機會與中國汽研新能源汽車中心副主任鄧波、長安新能源汽車科技有限公司副總經理周安健進行了深度交流,讓我們和兩位企業(yè)專家一起走進“氫能世界”。
· 什么是氫燃料電池汽車 我們?yōu)楹我l(fā)展氫燃料電池汽車?
我們知道,全球各國目前都在積極發(fā)展新能源汽車,新能源汽車主要的發(fā)展方向有混合動力汽車、純電動汽車和燃料電池汽車。而氫燃料電池汽車,是燃料電池汽車中的一種。以氫氣/液態(tài)氫為燃料,通過燃料電池將化學能轉換為電能,再經過電機,為車輛提供動力。
那么我國為何要發(fā)展氫燃料電池汽車呢?
綜合多方數(shù)據(jù),我們得出如下理由:
1. 氫燃料來源廣泛,工業(yè)副產氫、水電產氫是目前的主要工藝,且我國我國擁有非常龐大的副產氫氣資源,在制氫總產量規(guī)模、氫氣提純、液態(tài)儲氫方面處于世界領先地位。可以更好優(yōu)化我國能源結構、保障能源安全。
2. 氫能源更為環(huán)保、節(jié)能,車輛在行駛過程中的副產物只有水;氫燃料汽車行駛過程中產生的噪音也較小。
3. 能量轉換效率更高,氫燃料電池發(fā)電效率可達40-60%,是普通內燃機熱效率的2-3倍
4. 續(xù)航里程過關、補能時間短,以日本豐田Mirai(參數(shù)|圖片)氫燃料電池汽車舉例,其續(xù)航里程可達500km,次加注時間僅需3-5分鐘,而且具有零下30度快速啟動能力。
5. 氫燃料的安全性高于汽油,根據(jù)美國知名物理學家Amory B. Lovins的研究表明,氫氣的擴散程度是汽油煙霧的12倍,泄漏的氫氣會迅速擴散,遠離源頭。Amory實驗還顯示,點燃的氫氣會形成不發(fā)光的火焰,燃燒時的溫度比汽油低7%。
6.目前氫能利用(不止是汽車)已經成為中國重要的發(fā)展方向之一,而汽車作為主要的載體,帶著氫能源頻繁地進入了人們的實現(xiàn)生活之中,其實氫能源也在潛艇、輪船乃至航天航空方面有很大應用潛力。
· 氫燃料電池汽車發(fā)展正面臨哪些挑戰(zhàn)?
雖然氫燃料電池汽車發(fā)展有諸多利好,但我們也必須承認,這一行業(yè)的發(fā)展仍有較大的提升空間。我們也與鄧波探討了關于氫燃料電池汽車目前面臨的挑戰(zhàn)。
1. 核心技術與國外有一定差距
燃料電池系統(tǒng)包括電堆、供氫系統(tǒng)、進氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、加注系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等,但在關鍵零部件、關鍵材料等方面與國外企業(yè)相比仍有差距,比如核心部件電堆,豐田、本田、現(xiàn)代等世界知名整車企業(yè)、博世(收購Power Cell S3電堆技術 )、加拿大巴拉德(大洋電機入股,國內建有合資公司)等知名零部件企業(yè)均在電堆開發(fā)制造和應用上有不錯的表現(xiàn)。國內企業(yè)相比海外企業(yè)目前主要差距在可靠性、一致性與成本上。
1.1可靠性與一致性
我們還是以電堆舉例,目前國內多數(shù)在售產品的驗證時間、行駛工況尚需進一步驗證,較難做到單堆與整車質保一致(耐久性一般在3000-5000小時之間),而國外產品行駛里程、極端工況的耐久性在數(shù)據(jù)上有報道可達10000小時以上。
鄧波給我們舉了個例子:我們的企業(yè)和外國企業(yè)在技術方面就像長短跑。外國的企業(yè)可以既好又持久,像是長跑選手;國內的企業(yè)們起步和加速能力快,但持久力需要驗證,更像短跑運動員。但對于商業(yè)公司來說,選擇前者還是后者,一目了然。
1.2成本
成本方面,目前燃料電池系統(tǒng)占整車成本50%左右,而電堆成本又接近電池系統(tǒng)的50%,其中質子交換膜、鉑催化劑等原材料都造價不菲。由于部分關鍵材料需要進口,從國外賣到中國,價格會有很大上漲(搜狐汽車·E電園注意到,一些進口零部件進口價格可能是海外市場價格的翻倍)。這也說明了國產核心零部件的重要性。
此此外,根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計,目前一個電堆售價可達1萬-2萬元/kW。一臺氫能公交車要50-60kW,重卡則需80kW以上,一輛氫能公交車價格動輒兩百萬元往上,質保也未必能達到要求(一般要求8年質保)。
總的來說,核心技術方面,我們還有很長的路要走,鄧波表示:目前我們的行業(yè)正處于一個以市場換成本的階段——通過先期政府支持上馬,加強研究,等待3-5年后技術的進步、成本的下降,再對此前較高的投入進行彌補平衡。
2. 使用場景與車輛類型有局限
目前國內現(xiàn)有燃料電池車大多為商用車(專用車和客車),一方面目前市場對乘用車技術和成本、配套設施的要求更高(就算是豐田Mirai,其價格、能源補充站分布、后備廂空間等方面表現(xiàn)也都不盡如人意);另一方面國內燃料電池車處于政策扶持階段,專用車和客車面向特定場景(如園區(qū)、港口)和特定路線(如公共交通),符合政策試點推廣的需求,對基礎設施要求也相對較低。
3. 產業(yè)鏈與基礎設施不完備
目前國內氫氣主要用于工業(yè)生產,交通上用氫燃料幾乎可以忽略不計。目前小規(guī)模儲運不成問題,但是氫氣規(guī)模化輸送還不成熟,加氫站數(shù)量較少,需解決提高氫氣儲運技術、降低使用成本等問題。
· 現(xiàn)場交流的其他重要內容
剛剛我們簡單介紹了什么是氫燃料電池汽車、我國發(fā)展氫燃料電池汽車的原因與目前發(fā)展氫燃料電池汽車面臨的挑戰(zhàn),但這些目前還只是較為基礎的信息,我們在現(xiàn)場也有更多的收獲,但單作為一個主題來聊有些支撐不起內容,于是我們將更多重點內容匯總成點列在下方,讓我們一起看看兩位專家還聊了什么。
a. 中國政府對氫能產業(yè)扶持力度加大
其實從08年奧運會氫能源汽車被規(guī)模化應用至今,氫能汽車發(fā)展已經經歷十余年了,熱度也一波接著一波,但更多是“資本的狂歡”。在鄧波看來,隨著國家不斷加強支持與影響,氫能源也將迎來實質性進展,值得一提的一個要素是,目前能源局已經將“氫”作為能源管理,而非此前的“危化品”。
此外,周安健也提到,國家開展氫燃料電池汽車示范計劃后,在多個城市開啟千輛規(guī)模的營運項目。根據(jù)國家部委規(guī)劃,中國將在2020年實現(xiàn)5000輛級規(guī)模在特定地區(qū)公共服務用車領域的示范應用,建成100座加氫站;2025年實現(xiàn)五萬輛規(guī)模的應用,建成300座加氫站;2030年實現(xiàn)百萬輛燃料電池汽車的商業(yè)化應用,建成1000座加氫站。
b. 氫能源乘用車大規(guī)模商業(yè)化或將等到2025年以后
周安健表示,一個產品只有高質量、大規(guī)模、低成本才會有企業(yè)愿意投入研發(fā),目前氫燃料電池汽車規(guī)模化與產業(yè)鏈建設仍有較大發(fā)展空間,一臺長安新能源氫動力CS75的成本就要百萬元,氫燃料電池汽車大規(guī)模商業(yè)化時間節(jié)點或將等到2025年以后。
中國汽車工業(yè)協(xié)會發(fā)布的銷量統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,今年上半年燃料電池汽車產銷分別完成390輛和403輛,同比分別下降66.5%和63.4%,同比跌幅巨大,絕對值也小的有些“可憐”。
乘聯(lián)會秘書長崔東樹表示:目前氫燃料客車市場主要是由地方政府的補貼政策拉動,市場表現(xiàn)如何主要是看地方政策的補貼力度。
此外,目前在國內外團隊在做氫燃料電池汽車成本計算模型時,成本下降的拐點通常在1萬輛左右,最終成本預計都會以50萬輛以上級別進行計算,這樣的數(shù)據(jù)很明顯是對未來做出的相關預測。
c. 我們電動汽車發(fā)展這么好
為什么還要發(fā)展氫燃料電池汽車?
電動汽車市場方興未艾,我們如今又要高舉大旗走向不成熟的氫燃料電池汽車市場,這是為什么?氫能源最終也是用電能驅動車輛,相比直接發(fā)電,用氫燃料發(fā)電是不是“多此一舉”?面對我們尖銳的問題,鄧波的回復也比較坦然。
1.如上文所說,氫能源動力不僅應用在汽車上,像潛艇、輪船采用氫能動力也大有可為。國家有一定的戰(zhàn)略傾斜。
2. 從應用場景看,電動汽車的電池是個“刺兒頭”。對于商用車來講,尤其是重卡,疊加的電池重量不僅成本高、能耗高,續(xù)航效果與真正可實現(xiàn)的扭矩也并不樂觀。
純電動車能源補充形式也是個問題,雖然目前電動車車企在逐步探索換電與車電分離,但電池標準不統(tǒng)一的問題難以解決,高昂的成本很難讓企業(yè)們持續(xù)性地“百花齊放”。
3. 氫能源比純電動汽車有更好的適應力,無論是溫度還是路況,氫能源不會像電動汽車一樣因為天氣等因素快速衰減。
4. 氫能源與純電動都在探索的過程中,并非誰一定會替代誰。目前政府也是雙線發(fā)展,致力在雙循環(huán)體系下找到汽車產業(yè)發(fā)展、新能源產業(yè)發(fā)展的最佳突破口。
寫在最后:在與鄧波、周安健交流后筆者認識到,目前氫燃料電池汽車確實有較大發(fā)展空間,核心技術也需要國家更多的支持,但新能源汽車是未來發(fā)展的必然方向,氫燃料在一定程度上有其特殊意義與必要性(如氫燃料載具、快速的能源補充速度、更高的安全性等)。
此次中國汽研啟動氫能動力質量監(jiān)督檢驗中心項目建設,也將在兩年后竣工。在鄧波看來,政府今年是要“動真格”的了,他表示:“作為一家公司,在履行社會責任的同時,我們也有生產經營、創(chuàng)造價值的義務,相信兩年后的氫燃料電池汽車市場會更好。”
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