燃料電池的美與距離

陳秀娟

從技術(shù)開發(fā)到商業(yè)化導(dǎo)入，燃料電池汽車什么時候才能來到我們身邊？

7月2日，由中國電動汽車百人會主辦、中國電器工業(yè)協(xié)會協(xié)辦的“燃料電池技術(shù)在中國的應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)化學(xué)術(shù)沙龍”上，業(yè)內(nèi)專家對燃料電池在中國的發(fā)展現(xiàn)狀給出了這樣的判斷：

隨著這幾年我國在燃料電池方面的投入不斷加大，目前已初步掌握了整車、動力系統(tǒng)與關(guān)鍵部件的核心技術(shù)，基本建立了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的燃料電池轎車與燃料電池城市客車動力系統(tǒng)技術(shù)平臺，也初步形成了燃料電池發(fā)動機、動力電池、DC/DC變換器、驅(qū)動電機、供氫系統(tǒng)等關(guān)鍵零部件的配套研發(fā)體系。但與先進國家相比，我國在燃料電池技術(shù)方面的發(fā)展相對遲緩，顯現(xiàn)出一定的差距。

眾多專家一致認為：燃料電池技術(shù)在國內(nèi)正處于一個從純粹的研發(fā)向商業(yè)化的轉(zhuǎn)折期，但從研究的角度還任重道遠。

性能已不是問題

關(guān)于燃料電池汽車開發(fā)的必要性，工信部裝備司副司長瞿國春在沙龍現(xiàn)場表示：“作為我們汽車行業(yè)的管理部門、產(chǎn)業(yè)部門，我們會全力支持燃料電池技術(shù)在中國應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化，國務(wù)院發(fā)布了中國制造2025，制造業(yè)由大變強必須搶占制高點。我們也希望通過我們的技術(shù)研發(fā)生產(chǎn)出自己的燃料電池汽車，早日能夠在中國使用，最后讓廣大老百姓受益。”

與傳統(tǒng)的內(nèi)燃機汽車相比而言，燃料電池汽車在耐久性上有著自己的特點。在清華大學(xué)教授李建秋看來，燃料電池汽車完全可以跟內(nèi)燃機汽車PK。“目前，燃料電池汽車的加氫時間，5公斤3分鐘加滿，對轎車來講，1公斤氫氣就可以跑100公里。除了成本之外，其他關(guān)鍵的性能完全可以跟內(nèi)燃機車PK了。”

李建秋表示。“客車方面也是一樣的，國際上比較主流的幾個客車企業(yè)在研制的或者已經(jīng)在示范的燃料電池客車，其耐久性有的已經(jīng)做到了1萬多小時。”

中國電動汽車百人會學(xué)術(shù)委員會委員、中國工程院院士衣寶廉也表達了類似的觀點：“燃料電池的壽命，大巴車已經(jīng)超過了1萬小時，小轎車已經(jīng)超過了5千小時，達到了國家對汽車的要求。”

燃料電池汽車的成本相比純電動汽車和內(nèi)燃機汽車是否具有優(yōu)勢呢？對此，清華大學(xué)教授李建秋給記者算了一筆賬。“從終端用戶來講，一個燃料電池的轎車，按照100公里一公斤氫氣來講，費用大概20塊錢，比內(nèi)燃機按照2020年我們國家百公里油耗5升的標(biāo)準(zhǔn)便宜一半左右，但是比純電動稍微貴一點點。”也就是說，燃料電池汽車的燃料費用會介于純電動和內(nèi)燃機車之間。

現(xiàn)狀與瓶頸

有資料顯示：目前在國際上已有豐田、現(xiàn)代、通用、日產(chǎn)、奔馳在開發(fā)相應(yīng)的燃料電池轎車。去年7月，日本的豐田汽車正式發(fā)布了燃料電池汽車（FCV）的預(yù)售價格，這是全球第一款實現(xiàn)量產(chǎn)，并將正式推向市場的燃料電池汽車，在業(yè)內(nèi)引起關(guān)注。

而在國內(nèi)汽車企業(yè)中，目前只有上汽在開發(fā)做燃料電池汽車。“目前包括榮威750和榮威950，最主要的是我們?nèi)剂想姵禺a(chǎn)業(yè)鏈的基本雛形已經(jīng)建立起來了。”上汽集團燃料電池整車項目總工程偉說，“在整個基礎(chǔ)設(shè)施、法律法規(guī)包括市場認可還沒有成熟的條件下，乘用車主要還是以技術(shù)升級和產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)為主。”對于未來，程偉表示：“我們希望有更多的整車企業(yè)或者同行參與到燃料電池汽車開發(fā)中來，拉動整個燃料電池汽車的產(chǎn)業(yè)鏈”。

那么，目前燃料電池汽車在產(chǎn)業(yè)化進程中又面臨著哪些瓶頸與挑戰(zhàn)？

中國電動汽車百人會學(xué)術(shù)委員會委員、中國工程院院士衣寶廉指出，從國際上來看，燃料電池車已經(jīng)進入一個商業(yè)化的導(dǎo)入期，燃料電池車用的主要問題已經(jīng)基本解決。“燃料電池車大規(guī)模商業(yè)化的問題有兩個，一個是加氫站的建設(shè)，一個是進一步提高燃料電池的可靠性和耐久性，同時降低Pt（金屬鉑，后文簡稱“Pt”）的用量，使Pt的用量能跟汽車尾氣凈化器的貴金屬用量差不多，這樣才能實現(xiàn)全面商業(yè)化。”衣寶廉院士表示，“現(xiàn)在燃料電池車還不能像燃油車那樣一分鐘一輛在生產(chǎn)線上進行生產(chǎn)，所以整車和各個關(guān)鍵零部件生產(chǎn)線的建立還是很艱巨的一個任務(wù)。”

武漢理工大學(xué)教授潘牧也表達了類似的觀點，在他看來，目前氫燃料電池處于技術(shù)開發(fā)向商業(yè)運行的轉(zhuǎn)折期，氫燃料電池的技術(shù)路線已比較明晰，材料、設(shè)計、制造均較為成熟，性能可以接受，接下來需要努力提高其壽命，用先進的材料、技術(shù)以及規(guī)模制造來解決成本問題。

聯(lián)合國開發(fā)計劃署（UNDP）副國別主任何佩德也指出，目前在中國氫燃料電池及加氫站建設(shè)均有一定發(fā)展，但要實現(xiàn)商業(yè)化則面臨很大挑戰(zhàn)，一方面是技術(shù)挑戰(zhàn)，另外在政策法規(guī)、運行、維護及盈利等方面仍需要進一步探索和不斷規(guī)范。

商業(yè)化至少五年后

那么，燃料電池汽車究竟何時才能走向商業(yè)化？衣寶廉院士認為：“5年之內(nèi)我認為沒有國家的補助是沒辦法搞的，5年以后國家的補助能不能撤銷我還不好說，但是盈利肯定在5年之后，燃料電池車盈利的空間是很小的，但是可以保成本。”衣寶廉院士表示。

對于如何進行下一步的發(fā)展，衣寶廉認為技術(shù)突破是關(guān)鍵。“在國家的大力支持下，在我們跟世界先進技術(shù)合作下，在2020年-2025年間去突破這些關(guān)鍵技術(shù)，使燃料電池車能進入S型曲線的起始階段，而燃料電池汽車大幅度的上升我認為要在2025年-2030年之間，我們的開發(fā)是不能間斷的。”衣寶廉表示。

在國際上，豐田、現(xiàn)代、通用、日產(chǎn)、奔馳都開發(fā)了相應(yīng)的燃料電池轎車，而在國內(nèi)還很少見，但是本次沙龍上的專家們基本都比較看好燃料電池汽車的前景。“可以看到這些車的最高車速、加速性能跟傳統(tǒng)的內(nèi)燃機車沒有什么區(qū)別，而且最近這些年一輛車的Pt用量在逐步的下降，100多千瓦的發(fā)動機已經(jīng)到20克了。”李建秋對燃料電池汽車的前景充滿了信心。

“美國能源部估計的燃料電池汽車的整車成本在2020年大概不到3萬美元，所以我認為燃料電池的整車成本在里程五六百公里的情況下跟內(nèi)燃機的車是可以比較的。”李建秋進一步表示。

總體看來，要推進燃料電池汽車發(fā)展，最關(guān)鍵的便是將相關(guān)技術(shù)進行大集成。“豐田一下子可以向全球免費開放4560項專利，就是由于豐田把燃料電池相關(guān)的技術(shù)做了大集成，而中國目前不具備這樣的企業(yè)。大家需要一起努力，把相關(guān)技術(shù)集成。”中國電動汽車百人會執(zhí)行副理事長歐陽明高總結(jié)時表示。