鉅大LARGE | 點擊量：1112次 | 2019年02月27日
氫燃料電池汽車將至
專家表示，作為新能源汽車的重要組成部分，氫燃料電池汽車是極其環保的新能源汽車。近年來，隨著跨國汽車企業持續加大對氫燃料電池汽車的研發力度，使得氫燃料電池整車成本顯著下降，性能指標已接近商業化水平。對此，我國應奮起追趕。
跨國企業動作頻頻
近一段時間，日本豐田汽車在氫燃料電池領域風頭正勁。日前，豐田宣布，將無償公開其持有的燃料電池車的全部約5680項相關專利。豐田表示，為盡快普及氫燃料電池汽車，未來全球范圍內的汽車制造商和零部件供應商將可免費使用豐田的氫燃料電池技術專利。
而在此前的2014年12月中旬，豐田發布首款氫燃料電池汽車Mirai，并宣布將于2015年3月在日本本土率先上市，2015年夏季前后在美國和歐洲上市。據悉，該款氫燃料電池汽車只需3分鐘即可完成氫燃料的補給，續航里程可達約482公里。
“算上日本政府的補貼，消費者實際只需承擔約520萬日元（約合27.1萬元人民幣）。此外，豐田還為車主免費提供3年的氫燃料。”在中國汽車流通協會常務理事賈新光看來，豐田Mirai的價格比特斯拉ModelS的最低售價便宜一多半的事實表明，氫燃料電池汽車整車成本顯著下降，性能指標已接近商業化水平。“到2020年，豐田計劃將Mirai的制造成本再削減一半。屆時，一輛Mirai的售價即使在沒有政府補貼的情況下，也將降到400萬日元以下，折算成人民幣不會高于20萬元。”賈新光表示。
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中國汽車工業協會副秘書長許艷華認為，豐田氫燃料電池汽車能夠量產得益于其在氫燃料電池技術和成本、壽命上的突破，基本解決了氫燃料電池體積輸出密度、低溫性、高壓氫燃料罐小型/輕量化和安全性問題，氫燃料電池壽命可達10年以上，而成本相比5年前也有較大幅度下降。
其實，涉足氫燃料電池汽車領域的并非豐田一家。2014年11月，洛杉磯車展期間，奧迪和大眾也展出了3款氫燃料電池汽車。這些產品采用了大眾集團研發的第四代100千瓦低溫質子交換薄膜技術（PEM）的燃料電池堆棧，雖然目前還沒有量產，但顯示出大眾在氫燃料電池技術儲備上相當豐富。
據了解，通用、福特等跨國汽車企業也有推出氫燃料電池汽車的計劃。許多跨國汽車企業都將2015年視為氫燃料電池汽車的市場化元年，將2020年看作市場啟動年。
“研發和制造成本過高一直以來都是制約氫燃料電池汽車發展的瓶頸，隨著跨國汽車企業加大對氫燃料電池汽車研發力度，使得整車成本顯著下降。而在氫燃料電池汽車領域，跨國汽車企業的優勢較明顯。我國應奮起追趕，以縮小在氫燃料電池汽車領域的差距。”賈新光認為。
氫燃料電池技術獲突破
“燃料電池是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學能直接轉化為電能的發電裝置。而氫燃料電池汽車的工作原理是使作為燃料的氫在汽車搭載的燃料電池里與大氣中的氧發生化學反應，產生電能帶動電機，并由電機帶動汽車中的機械傳動結構驅動汽車。”賈新光表示，氫燃料電池化學反應的副產品主要是水，因此氫燃料電池汽車基本不產生污染，是非常清潔環保。
與傳統汽車相比，氫燃料電池汽車具有零排放或近似零排放，減少機油泄露帶來的水污染，降低溫室氣體的排放，運行平穩、無噪聲等諸多優點。
據了解，與電動汽車利用已儲存的電能驅動行駛不同，氫燃料電池汽車一邊發電一邊行駛，在行駛過程中僅排出水，不會產生污染空氣的有害氣體。同時，氫氣的能源密度是車載鋰離子電池10倍，充一次氫氣可以行駛更長距離，氫燃料電池的能量轉換效率比內燃機要高2-3倍。此外，電動汽車需長時間充電，燃料電池汽車則可以在短時間內完成加氫，優勢明顯。
近兩年來，國際上氫燃料電池技術突破很快，主要體現在：一是壽命問題已經解決，主流水平都可以免維護運行5000小時，UTC、豐田可達1萬小時，相當于汽車終生免維護。二是耐低溫性能得到解決，某品牌氫燃料電池汽車在北極測試已經沒有問題。三是材料體系取得突破，如催化劑用量大幅減少，極板已經從第一代碳板發展到第二代超薄超輕不銹鋼板，儲氫裝置安全、加氫高壓槍、氫氣純度問題已經解決。
“氫燃料電池汽車已具備一定的商業化條件，即燃料電池堆和氫氣罐兩個關鍵總成部件已有產業化基礎。”中國汽車工業協會副秘書長許艷華認為。專家介紹，氫燃料電池汽車市場的真正啟動必須要同時具備3個條件：車輛成本大大降低；市場因素(如高油價等)或政府政策為零排放車輛提供明顯優惠；加氫網絡建設足以滿足燃料電池車輛日常的使用需求。
國內企業明確目標奮起直追
我國一直非常重視對氫燃料電池汽車的研發和推廣工作。早在2000年左右科技部就開始對國內氫燃料電池汽車基礎技術的研發給予支持，2008年北京奧運會期間已有少量示范運行車輛投入使用。2012年，同濟大學、清華大學、中科院大連物理化學研究所、上汽、一汽等發起成立了中國燃料電池汽車技術創新戰略聯盟。
政策方面，《節能與新能源汽車產業發展規劃（2012-2020年）》提出，燃料電池汽車、車用氫能源產業與國際同步發展。2014年7月發布的《關于加快新能源汽車推廣應用的指導意見》明確，通過國家科技計劃，對新能源汽車儲能系統、燃料電池、驅動系統、整車控制和信息系統、充電加注、試驗檢測等共性關鍵技術以及整車集成技術集中力量攻關，不斷完善科技創新體系建設。2014年12月發布的《關于2016-2020年新能源汽車推廣應用財政支持政策的通知（征求意見稿）》提出，“2016-2020年除燃料電池汽車外其他車型補助標準適當退坡”，但“燃料電池汽車等車型采取定額補助的方式”。
“雖然我國一直在積極進行氫燃料電池汽車的研發和推廣工作，但近年來國內氫燃料電池汽車發展水平與國際先進水平比差距在拉大。”許艷華坦言，差距主要體現在，我國氫燃料電池總體上處于工程化開發階段，功率特性、冷啟動、可靠性等主要技術性能指標與世界標桿產品相比還有很大差距，關鍵技術領域所擁有的專利數量不多，技術標準未形成體系，成本居高不下，產品基本不具備商業化條件。
“差距加大的主要原因是相比電動汽車，氫燃料電池汽車技術門檻高，需要巨額投入，而我國氫燃料電池技術和產業基礎薄弱，資金和技術力量投入嚴重不足，技術鏈不完善，產業化能力較弱。除上汽外，大多數整車企業在氫燃料電池汽車方面沒有開展實質性研發和產業化準備。此外，我國在催化劑、雙極板等關鍵材料領域和高壓儲氫罐、空壓機、氫循環泵等關鍵零部件領域基本不具備產業化能力，產業鏈尚未形成。”許艷華表示。
“雖然存在差距，但還有機會。”許艷華認為，從國內氫燃料電池汽車發展現狀看，需要奮起直追才有可能保持與國際先進水平同步發展。首先，國家層面應進一步明確規劃目標，要加大在氫燃料電池汽車發展方面的支持力度，鼓勵有條件的企業積極參與，為產業化創造條件，推動建立和完善氫燃料電池汽車及相關技術標準體系，積極參與相關國際標準制定。其次，國內有能力的整車企業應把氫燃料電池汽車發展納入規劃，并切實加大投入，相關企業之間應加強在車輛技術、關鍵零部件供應商培育等方面合作，加快工程化開發和產業化能力建設進程。第三，應加強國際合作和交流，力爭以多種形式借助國際科研資源、產業資源盡快縮小差距，提高我國氫燃料電池汽車發展水平。第四，國內相關科研資源要向氫燃料電池汽車關鍵技術領域傾斜，強化基礎研究，并會同整車、關鍵零部件企業加強工程化研究，集中攻克功率特性、壽命、冷啟動、續駛里程、成本等難題。
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