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氫燃料電池車幾多歡喜幾多愁

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2019年07月08日  

近日,日產-雷諾-三菱聯盟宣布,將凍結2013年與戴姆勒、福特簽署的燃料電池乘用車(FCV)商用化計劃,集中力量發展純電動汽車。福特和戴姆勒也宣布,關閉其位于加拿大的燃料電池合資公司。相反的是,現代汽車與奧迪宣布,雙方就氫燃料電池汽車(FCEV)組件和技術簽訂多年期專利交叉許可協議,共同努力發展FCEV,現代汽車將授予合作方獲得基于現代汽車專有技術零部件的權利,包括ix35氫燃料電池車和NEXO積累的技術。一半海水、一半火焰的發展現狀,不禁讓人好奇,究竟是什么原因讓車企對氫燃料電池乘用車出現截然相反的態度。


巨大的投入與遲緩的商業化


巨大的投入和短期內無法實現大規模商業化運營,是部分車企無奈放棄氫燃料電池乘用車的重要原因之一。日產-雷諾-三菱聯盟表示,由于氫燃料電池乘用車開發耗資巨大,難以同時開發多項技術,所以決定凍結三方計劃,并將未來經營資源集中于純電動汽車的研發。


豐田于1992年開始研發燃料電池汽車,1996年10月發布了首款燃料電池汽車FCEV。在隨后的十多年里,豐田汽車陸續推出了FCHV-3、FCHV-4、FCHV-5、Toyota FCHV、Toyota FCHV-adv等車型,但受制于昂貴的單價和基礎設施匱乏,豐田氫燃料電池乘用車沒有量產和商業化。直到2014年12月15日,豐田在日本發布全球首款量產氫燃料電池乘用車Mirai。在氫燃料電池領域,豐田至少已經投入了數十億美元,但由于居高不下的成本,使氫燃料電池乘用車的商業化之路并不平坦。從現有車型的售價上看,豐田Mirai售價6.9萬美元,本田Clarity售價6萬美元,遠高于同級別燃油車。


據第三方數據顯示,自2013年氫燃料電池乘用車進入市場至2017年底,全球總計只售出6475輛氫燃料電池乘用車。2016年前累計銷售3000輛,2017年銷售3382輛,其中豐田Mirai賣出3000輛,占比為75%,本田和現代汽車分別占比13%和11%。


中國電動汽車百人會理事長陳清泰表示,氫能是一種普適性的能源,氫燃料電池是一種普適性的轉換裝置,但開發和利用難度最大。北汽集團總經理張夕勇認為,氫燃料電池汽車對技術路線的挑戰和顛覆是根本性的,要想在眾多技術路線中勝出,必須在技術、成本上取得優勢,還要在商業模式上走得通,這將是一個復雜的模型,必須在技術、成本以及商業模式上攻關。


樂觀的前景與不樂觀的現實


沒人質疑氫燃料電池乘用車的市場前景。與其他能源相比,氫能具有顯著的提取與應用優勢,它不僅可以通過傳統化石能源提取,還可以通過可再生能源制備,并具有燃熱值高、清潔無污染、利用形式多樣、儲運方便等優點。


國際氫能委員會發布的《氫能源未來發展趨勢調研報告》顯示,到2050年,氫能源需求將是目前的10倍。預計到2030年,全球燃料電池乘用車將達到1000萬輛至1500萬輛。巨大的市場潛力使各國、各大企業加大了對氫能產業的研發,希望通過發展氫能來解決能源安全問題,并掌握國際能源領域的制高點。


“從能源角度來看,到2050年,估計氫能占能源比重約18%,具備2.5萬億美元的產值。另外,從現在到2050年,預計固態燃料將逐漸下降,氣態燃料將成為主力。“中國市場巨大,氫能源技術前景廣闊,預計在2050年,中國將率先進入氫能源時代。”中國工程院院士干勇表示。然而,氫燃料電池乘用車發展的現實情況卻不容樂觀。張夕勇介紹,在技術上,目前氫燃料電池乘用車的電堆體積功率密度、低溫性能、氣瓶壓力等核心指標還有很大的提升空間。在成本上,從材料購置成本和使用成本的角度來看,氫燃料電池乘用車都高于純電動汽車,更無法與傳統燃油車競爭。此外,加氫站的建設也制約了氫燃料電池乘用車的推廣應用,特別是乘用車對加氫站的數量依賴度較高,當加氫站不能夠達到加油站的普及程度時,將對推廣應用產生消極影響。


開放的技術與協同的產學研


面對巨大的投入,不少企業已經認識到,只有減少重復性的研發投入及帶動整個產業的參與,才能推動氫燃料電池乘用車的快速發展。作為氫燃料電池乘用車的引領者,豐田在該領域擁有大量專利。不過,有感于一家企業力量的弱小,豐田在2015年宣布,愿與其他汽車企業分享5700項氫燃料電池專利,且不收取任何使用費用。豐田表示,這些氫燃料電池專利絕大部分在2020年前免費,其中有關氫生產和供應的70項專利將無限期無償提供。


奧迪和現代在氫燃料電池汽車領域的合作,也被認為是降低成本的舉措。在雙方均有豐富技術積累的情況下,通過合作降低研發成本,縮短開發時間。奧迪研發主管Peter Mertens在聲明中表示,合作是實現燃料電池技術突破的明智之舉,奧迪負責大眾集團的燃料電池技術開發,并將充分利用現代的燃料電池零部件供應鏈。此外,現代汽車在聲明中表示,兩家汽車制造商達成一項多年專利交叉授權協議,該協議涵蓋廣泛的燃料電池電動乘用車零部件和技術。


在我國,燃料電池乘用車的發展一直受到政策的強力推動,并在商用車領域已經取得一定進展。全國政協副主席萬鋼表示,我國氫燃料電池汽車的商業化、產業化仍比較滯后,特別是產業生態和市場還沒有建立起來,存在諸多明顯的問題,如產業化、商業化進度顯著落后;關鍵技術難題久攻不下,且差距明顯;產業鏈比較薄弱,工程化能力不足;企業主體作用缺失;制氫、供氫和加氫的系統比較落后,造成氫成本劇增;技術標準、檢測體系嚴重滯后;國際開放合作還急需加強。


陳清泰建議,氫能產業的發展涉及到跨界技術的協同,涉及到產業鏈的重建,需要產業政策、能源政策、基礎設施、商業模式及技術標準、政策法規等諸多領域配合,這將是一個大系統,需要產、學、研齊心協力。基于氫能發展巨大的外部性和系統性,政府應承擔起統籌各方、促進建立良好產業生態的責任,充分發揮市場的力量。


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