汽車企業(yè)加大研發(fā)力度 氫燃料電池汽車市場(chǎng)化加快

在今年北京國(guó)際車展上，豐田、本田、現(xiàn)代以及上汽等企業(yè)競(jìng)相展示最新研制的氫燃料電池車型，成為近80輛新能源展車中一道亮麗的風(fēng)景線。

專家表示，相關(guān)汽車企業(yè)近年來(lái)持續(xù)投入，加大氫燃料電池汽車研發(fā)力度，使得整車成本顯著下降，性能指標(biāo)已接近商業(yè)化水平，作為新能源汽車重要組成部分的氫燃料電池汽車市場(chǎng)化進(jìn)程正在加快。

氫燃料電池汽車加快市場(chǎng)化

大連新源動(dòng)力股份有限公司總工程師侯中軍表示，氫燃料電池汽車的發(fā)展已從技術(shù)突破推進(jìn)到目前的“降成本”階段。目前氫燃料電池生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)成熟，2016-2020年將是氫燃料電池汽車的市場(chǎng)導(dǎo)入期。2020年以后，氫燃料電池汽車將完全商業(yè)化。

與傳統(tǒng)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(jī)油泄露帶來(lái)的水污染，減少溫室氣體的排放，提高燃油經(jīng)濟(jì)性，提高發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒效率，運(yùn)行平穩(wěn)、無(wú)噪聲等諸多優(yōu)點(diǎn)。氫燃料電池汽車通過(guò)氫氣和空氣中的氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的電帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動(dòng)汽車行駛。與電動(dòng)汽車?yán)靡褍?chǔ)存的電量驅(qū)動(dòng)汽車行駛不同，氫燃料電池汽車一邊發(fā)電一邊行駛，在行駛過(guò)程中僅排出水，不會(huì)產(chǎn)生污染空氣的有害氣體。此外，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(zhǎng)距離，燃料電池的能量轉(zhuǎn)換效率比內(nèi)燃機(jī)要高2-3倍。

據(jù)專家介紹，氫燃料電池汽車不僅清潔，而且重量輕、加氣快速。如一輛車蓄時(shí)里程400公里，僅需50千瓦的燃料電池堆，大約加5公斤的氫氣。同時(shí)，氫燃料電池還能解決純電動(dòng)汽車充電時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題，如奔馳目前研發(fā)的氫燃料電池車型基于B級(jí)F-Cell，動(dòng)力系統(tǒng)由戴姆勒、雷諾—日產(chǎn)和福特共同研發(fā)，采用的碳纖維氫氣罐3分鐘內(nèi)就可以加滿氣。

侯中軍表示，近兩年來(lái)，國(guó)際上氫燃料電池技術(shù)突破很快，主要體現(xiàn)在：一是壽命問(wèn)題已經(jīng)解決，主流水平都可以免維護(hù)運(yùn)行5000小時(shí)，UTC、豐田可達(dá)1萬(wàn)小時(shí)，相當(dāng)于汽車終生免維護(hù)。二是低溫性能得到解決，某品牌氫燃料電池汽車在北極測(cè)試已經(jīng)沒(méi)有問(wèn)題。三是材料體系獲得突破，如催化劑用量大幅減少，極板已經(jīng)從第一代碳板發(fā)展到第二代超薄超輕不銹鋼板，儲(chǔ)氫裝置安全、加氫高壓槍、氫氣純度問(wèn)題已經(jīng)解決。

“氫燃料電池汽車已具備一定的商業(yè)化條件，即燃料電池堆和氫氣罐兩個(gè)關(guān)鍵總成部件已有產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)。”中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)副秘書長(zhǎng)許艷華認(rèn)為。氫燃料電池汽車市場(chǎng)的真正啟動(dòng)必須要同時(shí)具備3個(gè)條件：車輛成本大大降低； 市場(chǎng)因素(如高油價(jià)等)或政府政策為零排放車輛提供明顯優(yōu)惠；加氫網(wǎng)絡(luò)建設(shè)足以滿足燃料電池車輛日常的使用需求。

國(guó)內(nèi)企業(yè)應(yīng)奮起直追

國(guó)家863“節(jié)能與新能源汽車”重大項(xiàng)目監(jiān)理咨詢專家組組長(zhǎng)王秉剛表示，氫燃料電池設(shè)計(jì)壽命要達(dá)到5000小時(shí)才能達(dá)到產(chǎn)業(yè)化目標(biāo)要求，國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)氫燃料電池的穩(wěn)定壽命還在2000小時(shí)左右，而國(guó)際先進(jìn)技術(shù)已經(jīng)可以達(dá)到8000小時(shí)左右。此外，氫燃料電池汽車成本過(guò)高是全球汽車企業(yè)需要共同面對(duì)的問(wèn)題，我國(guó)在這一領(lǐng)域也被拉開較大差距。

許艷華認(rèn)為，目前國(guó)內(nèi)氫燃料電池汽車發(fā)展與日本、美國(guó)、歐洲還有相當(dāng)?shù)牟罹唷＞彤a(chǎn)品準(zhǔn)備階段而言，國(guó)內(nèi)基本處于樣品開發(fā)階段，工程化開發(fā)還處于起步階段；就續(xù)駛里程、耗氫量、低溫性、壽命等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)看，與國(guó)際領(lǐng)先企業(yè)至少有30%差距；氫燃料電池電堆、儲(chǔ)氫罐產(chǎn)業(yè)化條件基本不具備，而且國(guó)家層面目前沒(méi)有加氫站建設(shè)規(guī)劃；從汽車企業(yè)開展研發(fā)情況看，上汽有約300人的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，近幾年每年約1億元的開發(fā)投入，并已形成一定的電堆、氫燃料電池系統(tǒng)開發(fā)能力。還有企業(yè)以少量投入開展一些基礎(chǔ)技術(shù)研究，但大部分企業(yè)并未進(jìn)行氫燃料電池汽車的研究開發(fā)。

據(jù)了解，早在2000年左右科技部就開始對(duì)國(guó)內(nèi)氫燃料電池汽車基礎(chǔ)技術(shù)的研發(fā)給予支持，北京奧運(yùn)會(huì)期間已有少量示范運(yùn)行車輛投入使用。2012年，同濟(jì)大學(xué)、清華大學(xué)、中科院大連物理化學(xué)研究所、上汽、一汽等發(fā)起成立了中國(guó)燃料電池汽車技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，旨在集中燃料電池汽車研發(fā)和生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)力量，早日攻克相關(guān)核心及瓶頸技術(shù)，加快我國(guó)燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。而在《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012-2020年）》中也明確提出，“燃料電池汽車、車用氫能源產(chǎn)業(yè)與國(guó)際同步發(fā)展”。

有跡象表明，國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)正在加快氫燃料電池汽車的研發(fā)和推廣步伐。

今年3月底，上汽與德國(guó)大眾簽署聯(lián)合聲明，雙方將開展氫燃料電池技術(shù)合作，并聯(lián)合上海大眾汽車加快插電式混合動(dòng)力汽車的產(chǎn)業(yè)化步伐。

在今年北京國(guó)際車展上，上汽發(fā)布了榮威950插電式氫燃料電池轎車。該車搭載有兩個(gè)700bar氫氣瓶，其氫氣儲(chǔ)量可達(dá)4.34公斤，最大續(xù)航里程為400公里。通過(guò)優(yōu)化車輛啟動(dòng)系統(tǒng)，即使在零下20℃的環(huán)境中，該車依舊可以正常啟動(dòng)與行駛。

許艷華表示，從國(guó)內(nèi)氫燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀看，需要奮起直追才有可能保持與國(guó)際先進(jìn)水平同步發(fā)展。對(duì)此，許艷華建議，國(guó)內(nèi)有基礎(chǔ)、有條件的企業(yè)要把氫燃料電池汽車作為長(zhǎng)期戰(zhàn)略，要加大投入，要有專業(yè)團(tuán)隊(duì)，加快工程化開發(fā)進(jìn)程；加強(qiáng)企業(yè)、院校、研究機(jī)構(gòu)間合作，特別是國(guó)際合作，積極參與相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定；政府相關(guān)部門應(yīng)積極推動(dòng)氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，包括對(duì)電堆、氫氣罐等關(guān)鍵總成部件產(chǎn)業(yè)化支持，同時(shí)對(duì)加氫站的建設(shè)要有系統(tǒng)和長(zhǎng)期的考慮，有計(jì)劃、有步驟地在公共交通領(lǐng)域、特大型城市（如北上廣等）開展示范運(yùn)行，積極引導(dǎo)氫燃料電池汽車的發(fā)展。

跨國(guó)車企布局

近年來(lái)，豐田與寶馬、戴姆勒與福特及日產(chǎn)雷諾、本田與通用紛紛組成聯(lián)盟，加快新一代氫燃料電池汽車研發(fā)。許艷華認(rèn)為，這些跨國(guó)汽車企業(yè)建立氫燃料電池汽車發(fā)展聯(lián)盟無(wú)外乎有兩點(diǎn)考慮，一是技術(shù)上的互補(bǔ)和大幅降低各自開發(fā)成本，二是共享關(guān)鍵部件的供應(yīng)商資源。

與此同時(shí)，德國(guó)、美國(guó)、日本等國(guó)家都在實(shí)施氫能產(chǎn)業(yè)化未來(lái)規(guī)劃，重點(diǎn)發(fā)展氫燃料電池汽車和公路加氫站。在各國(guó)政府的扶持和產(chǎn)業(yè)的推動(dòng)下，寶馬、通用、豐田等全球主要汽車企業(yè)都已提前做好技術(shù)儲(chǔ)備。

在今年北京國(guó)際車展上，豐田展出了一款FCV概念車——搭載氫燃料電池的純電動(dòng)車型。豐田計(jì)劃2015年在日本、美國(guó)和歐洲市場(chǎng)上市一款新的燃料電池汽車，并希望該車型的年銷量到2020年可以超過(guò)1萬(wàn)輛。

而本田正在開發(fā)的一款氫燃料電池汽車預(yù)計(jì)2015年上市，該車充滿一次氫氣可以行駛約310英里（約500公里），是目前純電動(dòng)汽車行駛里程的兩倍，本田給其設(shè)定的銷售目標(biāo)為5年內(nèi)售出5000輛，銷售目標(biāo)市場(chǎng)主要在日本、美國(guó)和歐洲；梅賽德斯—奔馳汽車計(jì)劃在2017年推出一款全新氫燃料電池車；現(xiàn)代也正在打造全新ix35氫燃料電池汽車，該車預(yù)計(jì)2014年量產(chǎn)上市。

業(yè)內(nèi)認(rèn)為，氫燃料電池是非常好的現(xiàn)代汽車能源解決方案。目前，在德國(guó)、美國(guó)、日本等汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，氫燃料電池汽車已經(jīng)開始布局。