氫燃料電池車(chē)來(lái)“敲門(mén)”

氫燃料電池車(chē)的風(fēng)口，來(lái)得比人們預料中更快更猛。

中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì )動(dòng)力電池應用分會(huì )的數據顯示，今年1-7月，中國氫燃料電池裝機量同比猛增6倍。地方政府紛紛出臺相關(guān)政策，對氫能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展加大扶持力度。

就在不久前的10月11日，豐田(TM.US)發(fā)布了第二代氫燃料電池車(chē)Mirai車(chē)型，新車(chē)續航里程較第一代車(chē)型增加了30%至644公里。今年7月，豐田宣布第一代Mirai車(chē)型自上市以來(lái)累計全球銷(xiāo)量超9000輛，并計劃到明年，氫燃料電池車(chē)的全球產(chǎn)量增至3萬(wàn)輛，到2025年產(chǎn)能達到20萬(wàn)輛。一向謹慎的豐田，明顯加快了在中國氫燃料電池車(chē)市場(chǎng)布局的速度。

再往前推一個(gè)月，10輛氫燃料電池出租車(chē)在韓國首爾投入試運營(yíng)，引起公眾熱議。這些車(chē)輛可以實(shí)現5-6分鐘完成一次充氫，最高行駛里程達600公里。首爾市政府還表示，今年晚些時(shí)候將考慮上線(xiàn)氫動(dòng)力公交車(chē)。

作為目前已知的最清潔的能源之一，氫能正在全世界范圍內受到越來(lái)越多的關(guān)注。利用氫能發(fā)電的氫燃料電池車(chē)，也已經(jīng)在中國市場(chǎng)逐漸落地。

10月11日，工信部公示的“2017年度新能源汽車(chē)推廣應用補助資金清算審核情況”中，燃料電池車(chē)型首次現身。東風(fēng)汽車(chē)的燃料電池廂式運輸車(chē)和上汽商用車(chē)的一款燃料電池客車(chē)，分別獲得50萬(wàn)元的單車(chē)補貼。工信部起草的《新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規劃(2021-2035年)》征求意見(jiàn)稿則提出，力爭經(jīng)過(guò)15年持續努力，純電動(dòng)車(chē)成為主流，燃料電池商用車(chē)實(shí)現規?；瘧?。

畢馬威近期預測，氫燃料電池產(chǎn)業(yè)將成為下一個(gè)風(fēng)口。

相關(guān)報告指出，2020年氫燃料電池汽車(chē)產(chǎn)量將出現爆發(fā)性增長(cháng);2025年燃料電池技術(shù)有望實(shí)現突破，成本將大幅下降;到2030年，中國氫燃料電池汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量將達數十萬(wàn)輛。

01、氫燃料電池車(chē)的風(fēng)口來(lái)了

迄今啟動(dòng)運營(yíng)一年零四個(gè)月的長(cháng)城汽車(chē)(02333)氫能檢測中心，坐落在距離北京市中心160公里的河北保定，占地3.3萬(wàn)平方米，投資約5.7億元。它也是國內首座大型氫能、燃料電池汽車(chē)關(guān)鍵組件綜合型研發(fā)檢測中心。

這里劃分為綜合試驗區、供氫及液態(tài)儲氫加氫區和能源供給區3個(gè)區，有12個(gè)標準試驗室，120項儲氫安全、燃料電池檢測能力。每天早上8點(diǎn)半，有105名工程師和技術(shù)員來(lái)這里進(jìn)行技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品檢測。

近日，同濟大學(xué)的金屬板燃料電池電堆在長(cháng)城汽車(chē)氫能檢測中心完成測試。按照長(cháng)城汽車(chē)董事長(cháng)魏建軍的規劃，未來(lái)，這座氫能中心還將搭建可再生能源制氫設備。

作為汽車(chē)核心系統的氫燃料電池，早在20世紀60-70年代便已開(kāi)始在航空和軍工領(lǐng)域應用。后來(lái)，因技術(shù)不成熟等原因，氫燃料電池的規?；瘧弥窌簳r(shí)中斷。

與純電動(dòng)汽車(chē)相比，氫燃料電池車(chē)具有加氫時(shí)間短、續航里程長(cháng)的優(yōu)點(diǎn)。有統計顯示，城市物流車(chē)在加氫站加6-7公斤氫平均耗時(shí)5分鐘。豐田最新推出的全新一代Mirai續航里程可達644公里。

“預計到2050年，氫能在中國的能源體系中占比將達10%左右，氫氣需求量近6000萬(wàn)噸，年經(jīng)濟產(chǎn)值超10萬(wàn)億元。”今年6月發(fā)布的《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書(shū)》認為，未來(lái)，氫能將在交通運輸、工業(yè)等領(lǐng)域實(shí)現普及應用。

與日本等國家相比，中國的氫能燃料電池汽車(chē)的產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)相對滯后，但是近來(lái)呈現出“快速趕超”的態(tài)勢。

在豐田第一代Mirai投放市場(chǎng)兩年之后，上汽榮威推出了第一款搭載氫燃料電池動(dòng)力系統的車(chē)型——全新一代榮威950車(chē)型。去年5月，奇瑞汽車(chē)推出艾瑞澤5氫燃料電池版實(shí)車(chē)。上汽大通和東風(fēng)風(fēng)神已分別推出了氫燃料電池乘用車(chē)，北汽集團則正在研發(fā)中。

長(cháng)城汽車(chē)2018年表示，計劃于2025年推出具備成本競爭力的大功率氫燃料電池乘用車(chē)。今年8月，廣汽集團(02238)與億華通合作的氫燃料電池SUV車(chē)型亮相，車(chē)輛搭載最新一代自主氫燃料電池發(fā)動(dòng)機。

工信部9月公示的第324批《道路機動(dòng)車(chē)輛生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品公告》顯示，111家新能源汽車(chē)企業(yè)申報的299款車(chē)型中，燃料電池有20款。據不完全統計，目前中國已有超40家車(chē)企開(kāi)始研發(fā)燃料電池汽車(chē)。

氫燃料電池車(chē)的風(fēng)口來(lái)了。但在潛力巨大的中國新能源汽車(chē)市場(chǎng)，搶奪蛋糕的不止是本土企業(yè)，還有擁有更強技術(shù)實(shí)力和成本控制能力的跨國車(chē)企。

02、跨國巨頭爭相布局氫能源

作為全球率先布局氫能源產(chǎn)業(yè)鏈的車(chē)企之一，豐田汽車(chē)迄今有20多年的氫燃料電池研發(fā)經(jīng)驗。

這家氫燃料電池車(chē)行業(yè)的“領(lǐng)頭羊”公司，在2015年放開(kāi)了5680項燃料電池研究專(zhuān)利，而后陸續與億華通、北汽、廣汽、一汽金龍等公司在相關(guān)領(lǐng)域展開(kāi)合作。近日，豐田與廣汽集團簽署電動(dòng)化及智能領(lǐng)域戰略合作框架協(xié)議，將致力于推出純電動(dòng)車(chē)、氫燃料電池車(chē)等車(chē)型。

目前，豐田氫燃料電池車(chē)矩陣已經(jīng)初步形成，旗下第一代Mirai 、FCEV叉車(chē)、FCEV大巴、FCEV卡車(chē)等車(chē)型已經(jīng)在工業(yè)和商業(yè)等領(lǐng)域投入使用。按照豐田計劃，2020年，其氫燃料電池車(chē)年產(chǎn)量將從去年的3000輛增加至30000輛，實(shí)現10倍的產(chǎn)量提升。

除了豐田，現代、本田(HMC.US)、奔馳等汽車(chē)制造商也陸續推出了氫燃料電池車(chē)型。

其中，現代汽車(chē)是世界首家實(shí)現燃料電池汽車(chē)商業(yè)化的汽車(chē)制造商。在長(cháng)達13年的氫燃料電池車(chē)研發(fā)之后，現代汽車(chē)集團于2013年啟動(dòng)ix35車(chē)型量產(chǎn)?，F代集團相關(guān)負責人近日表示，現代基于ix35打造的第二代量產(chǎn)車(chē)型Nexo國內訂單超5500輛。

到2025年，現代汽車(chē)集團將向市場(chǎng)投放兩款氫燃料電池車(chē)，2030年前其燃料電池系統年產(chǎn)能將提升至70萬(wàn)套，FCEV年產(chǎn)量增加至50萬(wàn)輛。

出于節省成本、降低風(fēng)險等因素的考慮，車(chē)企也在通過(guò)聯(lián)盟合作的方式布局氫燃料電池車(chē)。

2013年，寶馬集團與豐田合作，共同研發(fā)氫燃料電池驅動(dòng)系統。2015年，寶馬與豐田合作研發(fā)的氫動(dòng)力驅動(dòng)系統走進(jìn)寶馬5系。當年夏天，寶馬的研發(fā)部門(mén)開(kāi)始在寶馬5系GT氫燃料電池車(chē)上測試該驅動(dòng)系統。

此后，雙方在氫燃料電池汽車(chē)領(lǐng)域的合作不斷深入。

2016年，豐田汽車(chē)與寶馬集團再度簽署合作協(xié)議，共同開(kāi)發(fā)燃料電池驅動(dòng)系統以及氫燃料電池汽車(chē)模塊化組件等。2017年年初，寶馬集團、豐田汽車(chē)與工業(yè)和能源等多部門(mén)合作，成立國際氫能委員會(huì )，目前委員會(huì )成員已達60余家。

2018年，奧迪與現代汽車(chē)簽訂協(xié)議共享氫燃料電池的相關(guān)技術(shù)和專(zhuān)利。奧迪CEO布拉姆·肖特近日宣布，未來(lái)奧迪將重新啟動(dòng)氫燃料電池車(chē)型h-tron計劃，全新第六代氫燃料電池車(chē)型將于2021年正式面世。

10月10日，在2019汽車(chē)藍皮書(shū)發(fā)布會(huì )后的媒體采訪(fǎng)環(huán)節，大眾汽車(chē)集團(中國)執行副總裁劉云峰透露，從2008年北京奧運會(huì )開(kāi)始，大眾汽車(chē)與同濟大學(xué)共同開(kāi)發(fā)氫燃料電池汽車(chē)，隨后十多年的時(shí)間里，大眾并沒(méi)有停止氫燃料電池的研發(fā)。

03、燃料電池車(chē)普及還需3到5年

多家主流車(chē)企爭相布局氫能源，但氫燃料電池車(chē)普及過(guò)程中，也面臨著(zhù)基礎設施配套不完善和成本高昂的兩大難題。

在中國，氫燃料汽車(chē)產(chǎn)業(yè)基礎設施的建設速度遠不如預期。

中國汽車(chē)工程學(xué)會(huì )2017年牽頭編制的《節能與新能源汽車(chē)技術(shù)路線(xiàn)圖》提出，到2020、2025和2030年，中國將分別建成100、300和1000座加氫站。據高工產(chǎn)研氫電研究所統計，截至2018年年底，中國大陸地區加氫站保有量?jì)H有28座左右。

統計數據顯示，截至2018年，中國每個(gè)加氫站的建設成本在1500萬(wàn)-2000萬(wàn)元左右。這意味著(zhù)，要完成2020年100座加氫站的建設目標，需要投入至少10億元。2019年，中國首度在政府工作報告中提到氫能源，提出推動(dòng)氫能源汽車(chē)基礎設施建設。今年上半年，氫能行業(yè)投資計劃總金額超1000億元，較2018年全年的850億元再增加150億元。

此外，氫燃料電池方面也需要關(guān)鍵技術(shù)突破。燃料電堆的核心組件膜電極，目前采用的是價(jià)格高昂的鉑金屬制作催化劑。要降低氫燃料電池成本，必須找到替代鉑金屬的有效催化劑。在高壓力環(huán)境下工作的儲氫罐需要使用大量鋁合金和高強度碳纖維材料，成本同樣居高不下。

即使是在成本控制方面經(jīng)驗豐富的豐田，也仍然無(wú)法解決這一難題。豐田Mirai售價(jià)42萬(wàn)元，比特斯拉Model 3高約10萬(wàn)元。豐田近日宣布，該公司在燃料電池相關(guān)技術(shù)方面取得進(jìn)步，成本降低了一半。

也是因為同樣的原因，大眾汽車(chē)對于氫燃料電池車(chē)的發(fā)展持“保守”態(tài)度。大眾CEO赫伯特·迪斯在今年10月初明確表示，氫能源汽車(chē)“沒(méi)有未來(lái)”。他認為，氫能源汽車(chē)并不會(huì )比純電動(dòng)汽車(chē)更加環(huán)保，且生產(chǎn)氫氣過(guò)程中會(huì )造成大量電力浪費，現階段氫能源汽車(chē)高昂的成本并不利于推廣普及。

中國汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì )曾預測，到2020年，中國將試運行1萬(wàn)輛氫燃料電池車(chē)。但就在前段時(shí)間，該協(xié)會(huì )將這個(gè)數字調整為“今年2000輛，明年5000輛”。

美國能源部統計顯示，2018年中國燃料電池成本約為每千瓦4500元，預計當燃料電池年均產(chǎn)量達50萬(wàn)輛時(shí)，燃料電池成本有望降至每千瓦約200元。豐田此前曾預計，氫燃料電池車(chē)的售價(jià)將在10年內與混合動(dòng)力車(chē)型相匹敵。但至少在目前，價(jià)格高昂的Mirai并沒(méi)有受到市場(chǎng)的廣泛歡迎。

“燃料電池車(chē)是可以普及的，這個(gè)時(shí)間預計還要3-5年左右。”中國工程院院士衣寶廉表示，到2023至2025年，希望可以將燃料電池車(chē)的成本降到與鋰離子電池車(chē)相近的水平。