產業化“試水” 氫燃料電池汽車駛向何方 2017-12-28 15:03:34
摘要：今年以來，一些國家和主要汽車企業(ye) 紛紛發布停售燃油汽車時間表，新能源汽車成為(wei) 未來發展的主要趨勢。
近日，在廣東(dong) 省佛山市舉(ju) 行的第一屆中國(佛山)國際氫能與(yu) 燃料電池技術及產(chan) 品推介會(hui) 上，展出了10款氫燃料電池汽車和諸多行業(ye) 最新的技術成果，吸引了眾(zhong) 多投資者的關(guan) 注。氫燃料電池技術革新速度已超出市場預期，在純電動汽車技術取得突破之前，氫燃料電池汽車能否後來居上，實現“變道超車”?記者對相關(guan) 企業(ye) 展開了調研采訪。
與(yu) 純電動汽車形成有效互補
燃料電池技術與(yu) 純電動是兩(liang) 個(ge) 技術方向，一定程度上起到互補作用。但是，氫燃料電池技術的創新正成為(wei) 全球能源技術革命的重要方向。
“你們(men) 是今天來參觀的第三批客人。”自從(cong) 國內(nei) 首個(ge) 商業(ye) 化運營加氫站——佛山瑞暉加氫站9月份在佛山南海丹灶鎮落成，加氫站站長李參成就成了大忙人，前來參觀的人絡繹不絕。這個(ge) 加氫站投入運營，也意味著中國氫燃料電池汽車在產(chan) 業(ye) 化道路上又邁出了堅實的一步。
遠看這個(ge) 加氫站和常見的加油站似乎並無太大差別，記者走近觀察發現，加氫站沒有任何異味，且幹淨、整潔。整個(ge) 加氫站由前向後分為(wei) 加注區、儲(chu) 氫區、加壓區3個(ge) 區域，在加注區和儲(chu) 氫區之間由高中低3根不同壓力的管道連接。氫燃料電池汽車通過加注區的加氫機加氫，視車型不同僅(jin) 需3至10分鍾便可加滿。
相對於(yu) 純電動汽車，大眾(zhong) 對於(yu) 氫燃料電池汽車還知之甚少。國際能源署(IEA)發布的《氫能與(yu) 燃料電池技術路線圖》顯示，氫燃料電池是將氫氣和氧氣的化學能經過電化學反應直接轉換為(wei) 電能的發電裝置，而氫燃料電池汽車本質上仍是電動汽車，氫氣儲(chu) 存在車上的高壓罐內(nei) ，通過燃料電池將氫能轉化成電能給汽車提供動力。
在佛山市，記者乘坐氫燃料電池公交車後發現，與(yu) 燃油車相比，該車動力同樣充足，沒有明顯的噪音;與(yu) 純電動汽車相比，該車多了一個(ge) 和燃油車類似的排氣管，但是從(cong) 中噴射出來的除了零汙染的熱氣外，隻有水，這種水的水質甚至可以達到飲用標準。此外，氫氣相較於(yu) 電能更易儲(chu) 存、更易運輸，且充填效率與(yu) 傳(chuan) 統汽油車相近，單次充填燃料後的續航裏程也明顯大於(yu) 純電動車。
目前，氫燃料電池技術創新正成為(wei) 全球能源技術革命的重要方向，在車用能源領域，氫能燃料電池被認為(wei) 是實現車輛使用階段“零排放”、全生命周期“低排放”的重要技術方案，是未來汽車產(chan) 業(ye) 技術競爭(zheng) 的製高點。越來越多的車企加入到了氫燃料電池車的研發當中，包括豐(feng) 田、本田、現代等，這些車企生產(chan) 的氫燃料電池車已經量產(chan) ，並投放到了世界多地市場。
“燃料電池與(yu) 純電動汽車兩(liang) 種技術路徑不存在誰好誰壞的比較，燃料電池技術與(yu) 純電動兩(liang) 個(ge) 技術方向，會(hui) 在相當長的一段時間並存，不管是用戶的使用體(ti) 驗，還是配套基礎設施方麵，都會(hui) 形成互補的局麵。”廣東(dong) 泰羅斯動力汽車係統有限公司總經理張銳明認為(wei) 。
國際氫能源委員會(hui) 和麥肯錫發布的全球首份氫能源未來發展趨勢調查報告顯示，到2030年，全球需要提供1000萬(wan) 輛至1500萬(wan) 輛燃料電池乘用車以及50萬(wan) 輛燃料電池卡車行駛所使用的氫氣。這無疑是個(ge) 巨大的市場。
進入產(chan) 業(ye) 化“試水”階段
技術門檻高、前期投資大、研發成本高是發展氫燃料電池汽車的難點所在。所以，在政策支持、技術攻關(guan) 等方麵還有很大的空間要改善。
自從(cong) “十五”以來，我國連續4個(ge) 五年計劃啟動新能源汽車科技研發專(zhuan) 項，統籌部署了純電動、混合動力、燃料電池汽車為(wei) 主的動力係統和電池、電機、電控為(wei) 核心技術的“三縱三橫”研發布局，其中，針對氫能及燃料電池持續開展了大量技術攻關(guan) 和產(chan) 業(ye) 化示範應用研究。
在政策助力下，中國氫燃料電池汽車產(chan) 業(ye) 取得了明顯進展。在第一屆中國(佛山)國際氫能與(yu) 燃料電池技術及產(chan) 品推介會(hui) 上，記者看到，數款氫燃料電池交通工具參展，包括小型乘用車、公交車、中小型商用車、有軌電車等;與(yu) 此同時，上遊廠商也帶來了不少新產(chan) 品。
“這是國內(nei) 展示車輛數量最多、車型最全的一次氫燃料電池車輛專(zhuan) 業(ye) 展覽。”全國氫能標委會(hui) 秘書(shu) 長王賡說。
記者統計發現，在氫動力戶外展區，共展出了氫燃料電池汽車9輛、機車1輛，包括中車青島四方的機車1輛、廣東(dong) 泰羅斯汽車動力係統有限公司的大巴車2輛、上汽大通的寬體(ti) 輕客FCV80汽車1輛、日本豐(feng) 田Mirai小轎車1輛、佛山(雲(yun) 浮)產(chan) 業(ye) 基地提供的小轎車、物流車、客車等共5輛。其中，上汽大通的FCV80汽車為(wei) 首款搭載了氫燃料電池的商業(ye) 寬體(ti) 輕客，車內(nei) 設有10餘(yu) 個(ge) 座位，其儲(chu) 氫罐可以裝下4.4公斤的高壓氫氣，實現430公裏的續駛裏程，一次加滿氫氣的時間在3至5分鍾。
在產(chan) 業(ye) 館，記者還了解到，沈陽斯林達安科新技術有限公司的高壓儲(chu) 氫容器製造技術已經達到了國際先進水平，填補了國內(nei) 空白。
布局一定數量的加氫站是氫燃料電池汽車推廣的前提條件。為(wei) 加快加氫站建設，在與(yu) 推介會(hui) 同期舉(ju) 行的第二屆氫能與(yu) 燃料電池產(chan) 業(ye) 發展國際交流會(hui) 上，中石化、中石油宣布加氫加油合建站建設正式啟動。其中，在佛山市南海區的合作項目將利用現有加油站增設加氫功能，可以有效、快速解決(jue) 加氫站的規劃布局和建設問題。
“當前，不少國內(nei) 廠商都已開始布局氫燃料電池汽車產(chan) 業(ye) ，但是相關(guan) 產(chan) 業(ye) 鏈離成熟還有一定距離，隻能說現在進入了產(chan) 業(ye) 化‘試水’階段。”愛德曼氫能源裝備有限公司CEO龔靖坦言。
既然氫燃料電池汽車具有諸多優(you) 點，為(wei) 什麽(me) 多年來發展速度遠遠不如純電動汽車?“純電動汽車和氫燃料電池汽車的門檻完全不同，多數整車企業(ye) 在氫燃料電池汽車方麵沒有開展實質性研發和產(chan) 業(ye) 化準備。”在龔靖看來，技術門檻高、前期投資大、研發成本高是發展氫燃料電池汽車的難點所在。
有如動力電池是純電動汽車的“心髒”一樣，氫燃料電池是氫燃料電池汽車的核心設備，也是成本占比最高的部分。燃料電池的核心技術質子交換反應過程需要鉑族元素等催化劑實現。2007年，美國通用汽車公司曾投放了100台Equinox燃料電池轎車，其中每台車的鉑用量為(wei) 80克左右，這使得整車價(jia) 格相當昂貴。
“由於(yu) 技術的限製，目前燃料電池需要使用大量的金屬鉑，不僅(jin) 價(jia) 格昂貴，而且資源稀缺，我們(men) 正在努力減少鉑的使用量，所以技術方麵還有很大的空間要改善。”龔靖說。
氫燃料電池汽車推廣的另一大障礙就是高成本和耐久性問題。氫燃料電池汽車價(jia) 格一直居高不下，燃料電池係統的高成本增加了整台汽車的成本;同時，燃料電池動力係統作為(wei) 車用的可靠性、耐久性都不如傳(chuan) 統的柴油、汽油發動機，未來的主攻方向是如何在減小成本的同時延長使用壽命。
不過，《氫能與(yu) 燃料電池技術路線圖》指出，通過汽車動力方案成本之間的對比可以發現，與(yu) 其他幾種汽車供能方式相比，燃料電池汽車的價(jia) 格雖然目前很高，但未來有很大的下降空間，到2050年可以下降到現在價(jia) 格的55%左右，與(yu) 純電動汽車相差無幾。
廣東(dong) 省佛山市副市長許國認為(wei) ，加氫基礎設施不足是當前氫能產(chan) 業(ye) 發展麵臨(lin) 的最大阻礙，理順和明確政府行政審批是我國加氫站建設的當務之急。“具體(ti) 行政操作層麵，基本上是空白。加氫站的行業(ye) 行政主管部門對規劃、立項、發放牌照的問題都很不明確。可以說，建設加氫站困難重重，隻有地方大膽地先行先試。”許國說。
加大基礎設施扶持力度
推動加氫站科學合理布點和對加氫站建設運營的行業(ye) 監管，在基礎設施、建設模式和標準建設等方麵加強政策扶持。
產(chan) 業(ye) 發展，基礎先行。要讓氫燃料電池汽車順利走向市場，首先得在加氫站等基礎設施建設上做文章。許國表示，政府需要持續加大對加氫站建設的扶持和推動力度，研究製定加氫站發展的總體(ti) 規劃布局，推動加氫站科學合理布點和對加氫站建設運營的行業(ye) 監管，鼓勵國有和社會(hui) 資本參與(yu) 加氫站的融資業(ye) 務。
值得注意的是，加氫站建設模式將直接影響到加氫站基礎設施網絡布局。近年來，國外因地製宜探索出多種有效建站模式，比如，北美地區有太陽能現場製氫、加氫一體(ti) 化的加氫站、移動式加氫站等。“加氫加油合建站可以解決(jue) 土地、審核等問題，可以實現全國快速布局。”在上海氫楓能源技術有限公司總經理方沛軍(jun) 看來，未來，合建站也是一個(ge) 較好的發展思路。
事實上，加油、加氫、充電的合建模式非常適合在中國推廣。“現有加油站大多可增設加氫站，可在現有加油站基礎上直接增建加氫設備，把數量龐大完善的加油網絡快速升級為(wei) 加氫網絡，混合動力汽車、純電動汽車、氫燃料電池汽車的需求都能得到滿足。”許國說。
加氫價(jia) 格也將會(hui) 是影響消費者選擇的主要因素。目前，我國氫氣的製備主要依靠化工廠的副產(chan) 氫，但是存在提純和資源分布不均衡的問題。電解水製氫可以獲得高純度的氫氣，但是成本高、能耗大。對此，北京中電豐(feng) 業(ye) 技術開發有限公司董事長王德軍(jun) 表示，現在我國棄水、棄風、棄光情況嚴(yan) 重，如果政府加大政策支持力度，鼓勵企業(ye) 使用可再生能源過剩電力製氫儲(chu) 能，不僅(jin) 可以大幅降低製氫成本，還有利於(yu) 清潔能源消納。
在標準建設方麵，國家標準化管理委員會(hui) 副主任陳洪俊透露，將創建綠色發展研究中心，推動氫能國家示範基地建設，推廣可複製的標準、經驗和模式，創新標準實施模式，推行標準研製與(yu) 研發同步。
對於(yu) 氫燃料電池汽車的未來，科技部負責人表示，要深入開展基礎研究，攻克關(guan) 鍵技術，完善係統功能;提高產(chan) 品質量，推動氫燃料電池全產(chan) 業(ye) 鏈體(ti) 係的市場協同;強化跨產(chan) 業(ye) 、跨領域的產(chan) 業(ye) 協同應用，實現燃料電池汽車重大共性技術突破和工程化落地。《經濟日報》
