什么是氫燃料電池汽車 氫燃料電池汽車發(fā)展正面臨哪些挑戰(zhàn)

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(diào)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(jīng)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(shù)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(nèi)首個國家氫能動力質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心的建設(shè)。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(jīng)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(xué)能轉(zhuǎn)換為電能，再經(jīng)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(chǎn)氫、水電產(chǎn)氫是目前的主要工藝，且我國我國擁有非常龐大的副產(chǎn)氫氣資源，在制氫總產(chǎn)量規(guī)模、氫氣提純、液態(tài)儲氫方面處于世界領(lǐng)先地位?？梢愿脙?yōu)化我國能源結(jié)構(gòu)、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(chǎn)物只有水；氫燃料汽車行駛過程中產(chǎn)生的噪音也較小。

3. 能量轉(zhuǎn)換效率更高，氫燃料電池發(fā)電效率可達40-60%，是普通內(nèi)燃機熱效率的2-3倍

4. 續(xù)航里程過關(guān)、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(xué)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(jīng)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(yīng)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(guān)于氫燃料電池汽車目前面臨的挑戰(zhàn)。

1. 核心技術(shù)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(guān)鍵零部件、關(guān)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(shù) )、加拿大巴拉德（大洋電機入股，國內(nèi)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(yīng)用上有不錯的表現(xiàn)。國內(nèi)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(nèi)多數(shù)在售產(chǎn)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(zhì)保一致(耐久性一般在3000-5000小時之間)，而國外產(chǎn)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(shù)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(nèi)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(zhì)子交換膜、鉑催化劑等原材料都造價不菲。由于部分關(guān)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(chǎn)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(zhì)保也未必能達到要求（一般要求8年質(zhì)保）。

總的來說，核心技術(shù)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(shù)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(nèi)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(shù)和成本、配套設(shè)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(nèi)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(chǔ)設(shè)施要求也相對較低。

3. 產(chǎn)業(yè)鏈與基礎(chǔ)設(shè)施不完備

目前國內(nèi)氫氣主要用于工業(yè)生產(chǎn)，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(shù)、降低使用成本等問題。

· 現(xiàn)場交流的其他重要內(nèi)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(chǔ)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(nèi)容，于是我們將更多重點內(nèi)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(chǎn)業(yè)扶持力度加大

其實從08年奧運會氫能源汽車被規(guī)?；瘧?yīng)用至今，氫能汽車發(fā)展已經(jīng)經(jīng)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(zhì)性進展，值得一提的一個要素是，目前能源局已經(jīng)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(wù)用車領(lǐng)域的示范應(yīng)用，建成100座加氫站；2025年實現(xiàn)五萬輛規(guī)模的應(yīng)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(yīng)用，建成1000座加氫站。

b. 氫能源乘用車大規(guī)模商業(yè)化或?qū)⒌鹊?025年以后

周安健表示，一個產(chǎn)品只有高質(zhì)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)?；c產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)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?qū)⒌鹊?025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(chǎn)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(nèi)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(yù)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(guān)預(yù)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?nèi)缃裼忠吲e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(qū)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(fù)也比較坦然。

1.如上文所說，氫能源動力不僅應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(chǎn)業(yè)發(fā)展、新能源產(chǎn)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(shù)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(zhì)量監(jiān)督檢驗中心項目建設(shè)，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(zé)任的同時，我們也有生產(chǎn)經(jīng)營、創(chuàng)造價值的義務(wù)，相信兩年后的氫燃料電池汽車市場會更好。”