燃料電池的美與距離

陳秀娟

從技術開發到商業化導入，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、中國電器工業協會協辦的“燃料電池技術在中國的應用與產業化學術沙龍”上，業內專家對燃料電池在中國的發展現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、動力系統與關鍵部件的核心技術，基本建立了具有自主知識產權的燃料電池轎車與燃料電池城市客車動力系統技術平臺，也初步形成了燃料電池發動機、動力電池、DC/DC變換器、驅動電機、供氫系統等關鍵零部件的配套研發體系。但與先進國家相比，我國在燃料電池技術方面的發展相對遲緩，顯現出一定的差距。

眾多專家一致認為：燃料電池技術在國內正處于一個從純粹的研發向商業化的轉折期，但從研究的角度還任重道遠。

性能已不是問題

關于燃料電池汽車開發的必要性，工信部裝備司副司長瞿國春在沙龍現場表示：“作為我們汽車行業的管理部門、產業部門，我們會全力支持燃料電池技術在中國應用和產業化，國務院發布了中國制造2025，制造業由大變強必須搶占制高點。我們也希望通過我們的技術研發生產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。”

與傳統的內燃機汽車相比而言，燃料電池汽車在耐久性上有著自己的特點。在清華大學教授李建秋看來，燃料電池汽車完全可以跟內燃機汽車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，其他關鍵的性能完全可以跟內燃機車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在研制的或者已經在示范的燃料電池客車，其耐久性有的已經做到了1萬多小時。”

中國電動汽車百人會學術委員會委員、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，大巴車已經超過了1萬小時，小轎車已經超過了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燃機汽車是否具有優勢呢？對此，清華大學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，比內燃機按照2020年我們國家百公里油耗5升的標準便宜一半左右，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燃機車之間。

現狀與瓶頸

有資料顯示：目前在國際上已有豐田、現代、通用、日產、奔馳在開發相應的燃料電池轎車。去年7月，日本的豐田汽車正式發布了燃料電池汽車（FCV）的預售價格，這是全球第一款實現量產，并將正式推向市場的燃料電池汽車，在業內引起關注。

而在國內汽車企業中，目前只有上汽在開發做燃料電池汽車。“目前包括榮威750和榮威950，最主要的是我們燃料電池產業鏈的基本雛形已經建立起來了。”上汽集團燃料電池整車項目總工程偉說，“在整個基礎設施、法律法規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升級和產業鏈建設為主。”對于未來，程偉表示：“我們希望有更多的整車企業或者同行參與到燃料電池汽車開發中來，拉動整個燃料電池汽車的產業鏈”。

那么，目前燃料電池汽車在產業化進程中又面臨著哪些瓶頸與挑戰？

中國電動汽車百人會學術委員會委員、中國工程院院士衣寶廉指出，從國際上來看，燃料電池車已經進入一個商業化的導入期，燃料電池車用的主要問題已經基本解決。“燃料電池車大規模商業化的問題有兩個，一個是加氫站的建設，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，這樣才能實現全面商業化。”衣寶廉院士表示，“現在燃料電池車還不能像燃油車那樣一分鐘一輛在生產線上進行生產，所以整車和各個關鍵零部件生產線的建立還是很艱巨的一個任務。”

武漢理工大學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開發向商業運行的轉折期，氫燃料電池的技術路線已比較明晰，材料、設計、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、技術以及規模制造來解決成本問題。

聯合國開發計劃署（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均有一定發展，但要實現商業化則面臨很大挑戰，一方面是技術挑戰，另外在政策法規、運行、維護及盈利等方面仍需要進一步探索和不斷規范。

商業化至少五年后

那么，燃料電池汽車究竟何時才能走向商業化？衣寶廉院士認為：“5年之內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展，衣寶廉認為技術突破是關鍵。“在國家的大力支持下，在我們跟世界先進技術合作下，在2020年-2025年間去突破這些關鍵技術，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，我們的開發是不能間斷的。”衣寶廉表示。

在國際上，豐田、現代、通用、日產、奔馳都開發了相應的燃料電池轎車，而在國內還很少見，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、加速性能跟傳統的內燃機車沒有什么區別，而且最近這些年一輛車的Pt用量在逐步的下降，100多千瓦的發動機已經到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展，最關鍵的便是將相關技術進行大集成。“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的技術做了大集成，而中國目前不具備這樣的企業。大家需要一起努力，把相關技術集成。”中國電動汽車百人會執行副理事長歐陽明高總結時表示。