5月11日,豐田汽車(chē)北海道廠區(qū)的展廳里,集中了這家全球汽車(chē)產(chǎn)業(yè)巨頭最先進(jìn)的高科技產(chǎn)品和技術(shù)。當(dāng)天上午,李克強(qiáng)總理在日本首相安倍晉三陪同下,來(lái)到位于苫小牧市的豐田汽車(chē)北海道廠區(qū)參觀考察。氫燃料電池汽車(chē)是參觀項(xiàng)目之一,看到氫燃料電池車(chē),李克強(qiáng)總理重點(diǎn)了解氫氣壓縮儲(chǔ)存和加氫站布局等安全問(wèn)題。整個(gè)參觀過(guò)程幾乎就是李克強(qiáng)總理與研發(fā)人員的問(wèn)答過(guò)程。
動(dòng)力電池發(fā)展的現(xiàn)狀
動(dòng)力的轉(zhuǎn)型是當(dāng)下汽車(chē)行業(yè)變革的重要趨勢(shì),鋰離子動(dòng)力電池和燃料電池是其中兩條重要的技術(shù)路徑。目前在中國(guó),大巴上多用磷酸鐵鋰電池,乘用車(chē)上三元鋰電池已居主流,能量密度、安全性、穩(wěn)定性、一致性等關(guān)鍵指標(biāo),中國(guó)鋰離子動(dòng)力電池已經(jīng)與日韓企業(yè)不相伯仲。基于國(guó)產(chǎn)高鎳正極材料,尤其鎳鈷錳622材料,2017年底方殼電池單體能量密度超過(guò)200瓦時(shí)/公斤,全部電池單體能量密度在230±20瓦時(shí)/公斤。到2020年,中國(guó)鋰離子動(dòng)力電池能量密度目標(biāo)是300瓦時(shí)/公斤。為此中國(guó)各企業(yè)和高校都在加大投入,對(duì)固態(tài)電池和富鋰錳基材料產(chǎn)業(yè)化進(jìn)行研究。
目前中國(guó)大力發(fā)展鋰離子動(dòng)力電池,同時(shí)也在支持燃料電池。2016年5月,中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)《國(guó)家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略綱要》,表示要“開(kāi)發(fā)氫能、燃料電池等新一代能源技術(shù)。”在2018年新能源汽車(chē)補(bǔ)貼加速退坡的情況下,中國(guó)保持燃料電池汽車(chē)補(bǔ)貼不變。在2018年2月11日,由國(guó)家能源集團(tuán)牽頭的中國(guó)氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟在北京正式成立。但市場(chǎng)遠(yuǎn)未成熟,截至2017年11月,燃料電池乘用車(chē)全球總銷(xiāo)量在6000輛左右,不足中國(guó)去年純電動(dòng)乘用車(chē)銷(xiāo)量的零頭。
豐田和氫燃料電池
早在1992年,豐田就開(kāi)始了氫燃料電池車(chē)的開(kāi)發(fā)工作,2014年上市其首款量產(chǎn)氫燃料電池汽車(chē)“MIRAI未來(lái)”,該車(chē)在充氫3分鐘可行駛500公里(NEDC工況下豐田測(cè)試值)。在日本,加氫站已然非常普遍。目前豐田汽車(chē)在日本布局了91座加氫站。今年春天,豐田聯(lián)合基礎(chǔ)設(shè)施公司、汽車(chē)公司、金融機(jī)構(gòu)等11家公司,成立新公司大規(guī)模戰(zhàn)略布局加氫站成。計(jì)劃在第1期的4年時(shí)間里建設(shè)80座加氫站,在2020年之前建設(shè)160座加氫站。
對(duì)于燃料電池汽車(chē)安全性的質(zhì)疑,豐田公司在安全問(wèn)題方面做了三重保障。首先確保高壓儲(chǔ)氫罐的構(gòu)造非常堅(jiān)固,不會(huì)漏氣。曾經(jīng)進(jìn)行的追尾事故模擬實(shí)驗(yàn)證明,從后方以80公里/每小時(shí)的車(chē)速進(jìn)行撞擊,儲(chǔ)氫罐不會(huì)遭到任何的傷害。其次,儲(chǔ)氫罐周?chē)加刑綔y(cè)器,一旦發(fā)生漏氣,將會(huì)迅速地停止車(chē)輛,切斷氫氣傳輸。他們利用氫氣容易在空氣中擴(kuò)散的特性,在儲(chǔ)氫罐的進(jìn)口即氣瓶的閥的位置進(jìn)行了特殊的設(shè)計(jì),如果周邊有起火或者達(dá)到非常高的溫度的時(shí)候,這個(gè)閥遇到高溫會(huì)自動(dòng)地熔化,使氫氣在空氣當(dāng)中迅速擴(kuò)散,從而避免發(fā)生爆炸之類(lèi)的危險(xiǎn)。但是豐田在日本也遇到困難,如在車(chē)輛進(jìn)入密閉空間如地下停車(chē)場(chǎng)時(shí)有無(wú)安全隱患,沒(méi)有權(quán)威的第三方可證明。
燃料電池應(yīng)用前景
燃料電池是將燃料的化學(xué)能通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)直接轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電設(shè)備。燃料電池汽車(chē)的成本可分為能源端、生產(chǎn)端和用戶端三方面。
氫能的供給規(guī)模尚不足以支撐大規(guī)模商業(yè)化推廣,費(fèi)用偏貴。上汽集團(tuán)前瞻技術(shù)部燃料電池整車(chē)項(xiàng)目總工程師程偉認(rèn)為終端加氫40元/公斤能讓用戶有比較好的體驗(yàn),但是現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外的價(jià)格多在70-80元。從生產(chǎn)端來(lái)看,國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈比較薄弱,國(guó)外也不能說(shuō)成熟,目前制造成本比同類(lèi)型的燃油車(chē)和純電動(dòng)汽車(chē)更高。許多關(guān)鍵技術(shù),如:催化劑、質(zhì)子膜等核心材料和零部件掌握在少數(shù)企業(yè)手中,成本居高不下。從用戶端來(lái)看,目前市場(chǎng)對(duì)于燃料電池汽車(chē)的認(rèn)知非常不充分,對(duì)于其安全性的質(zhì)疑很多。同時(shí)加氫站所占的土地屬商業(yè)用地,涉及消防、安監(jiān)、住建等很多部門(mén),現(xiàn)在沒(méi)有人牽頭負(fù)責(zé),略顯混亂。顯然目前發(fā)展燃料電池還有許多難以逾越的限制因素。
因此氫燃料汽車(chē)市場(chǎng)仍不會(huì)在短期內(nèi)爆發(fā),市場(chǎng)普遍預(yù)計(jì),與跟純電動(dòng)的發(fā)展路徑類(lèi)似,燃料電池汽車(chē)將首先從商用車(chē)開(kāi)始應(yīng)用,即從客車(chē)開(kāi)始,然后再慢慢推廣到乘用車(chē)。歐陽(yáng)明高院士認(rèn)為,氫和電都是能源載體,所以就新能源汽車(chē)而言,燃料電池與純電將來(lái)會(huì)是共生共存。上汽集團(tuán)前瞻技術(shù)研究部燃料電池系統(tǒng)部總監(jiān)陳雪松直言,“中國(guó)很多人就覺(jué)得市場(chǎng)會(huì)一下爆發(fā),但是這個(gè)得尊重市場(chǎng)規(guī)律,要考慮能源怎么解決,產(chǎn)品的可靠性和用戶體驗(yàn),需要時(shí)間。”
即使行業(yè)里的最樂(lè)觀者,預(yù)計(jì)市場(chǎng)爆發(fā)還至少需5年,歐陽(yáng)明高和上汽相關(guān)負(fù)責(zé)人將技術(shù)相對(duì)成熟和產(chǎn)業(yè)規(guī)模化的時(shí)間設(shè)在2025年。但從爆發(fā)到市場(chǎng)占有率的提升,還有更長(zhǎng)的路要走。
動(dòng)力電池發(fā)展的現(xiàn)狀
動(dòng)力的轉(zhuǎn)型是當(dāng)下汽車(chē)行業(yè)變革的重要趨勢(shì),鋰離子動(dòng)力電池和燃料電池是其中兩條重要的技術(shù)路徑。目前在中國(guó),大巴上多用磷酸鐵鋰電池,乘用車(chē)上三元鋰電池已居主流,能量密度、安全性、穩(wěn)定性、一致性等關(guān)鍵指標(biāo),中國(guó)鋰離子動(dòng)力電池已經(jīng)與日韓企業(yè)不相伯仲。基于國(guó)產(chǎn)高鎳正極材料,尤其鎳鈷錳622材料,2017年底方殼電池單體能量密度超過(guò)200瓦時(shí)/公斤,全部電池單體能量密度在230±20瓦時(shí)/公斤。到2020年,中國(guó)鋰離子動(dòng)力電池能量密度目標(biāo)是300瓦時(shí)/公斤。為此中國(guó)各企業(yè)和高校都在加大投入,對(duì)固態(tài)電池和富鋰錳基材料產(chǎn)業(yè)化進(jìn)行研究。
目前中國(guó)大力發(fā)展鋰離子動(dòng)力電池,同時(shí)也在支持燃料電池。2016年5月,中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)《國(guó)家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略綱要》,表示要“開(kāi)發(fā)氫能、燃料電池等新一代能源技術(shù)。”在2018年新能源汽車(chē)補(bǔ)貼加速退坡的情況下,中國(guó)保持燃料電池汽車(chē)補(bǔ)貼不變。在2018年2月11日,由國(guó)家能源集團(tuán)牽頭的中國(guó)氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟在北京正式成立。但市場(chǎng)遠(yuǎn)未成熟,截至2017年11月,燃料電池乘用車(chē)全球總銷(xiāo)量在6000輛左右,不足中國(guó)去年純電動(dòng)乘用車(chē)銷(xiāo)量的零頭。
豐田和氫燃料電池
早在1992年,豐田就開(kāi)始了氫燃料電池車(chē)的開(kāi)發(fā)工作,2014年上市其首款量產(chǎn)氫燃料電池汽車(chē)“MIRAI未來(lái)”,該車(chē)在充氫3分鐘可行駛500公里(NEDC工況下豐田測(cè)試值)。在日本,加氫站已然非常普遍。目前豐田汽車(chē)在日本布局了91座加氫站。今年春天,豐田聯(lián)合基礎(chǔ)設(shè)施公司、汽車(chē)公司、金融機(jī)構(gòu)等11家公司,成立新公司大規(guī)模戰(zhàn)略布局加氫站成。計(jì)劃在第1期的4年時(shí)間里建設(shè)80座加氫站,在2020年之前建設(shè)160座加氫站。
對(duì)于燃料電池汽車(chē)安全性的質(zhì)疑,豐田公司在安全問(wèn)題方面做了三重保障。首先確保高壓儲(chǔ)氫罐的構(gòu)造非常堅(jiān)固,不會(huì)漏氣。曾經(jīng)進(jìn)行的追尾事故模擬實(shí)驗(yàn)證明,從后方以80公里/每小時(shí)的車(chē)速進(jìn)行撞擊,儲(chǔ)氫罐不會(huì)遭到任何的傷害。其次,儲(chǔ)氫罐周?chē)加刑綔y(cè)器,一旦發(fā)生漏氣,將會(huì)迅速地停止車(chē)輛,切斷氫氣傳輸。他們利用氫氣容易在空氣中擴(kuò)散的特性,在儲(chǔ)氫罐的進(jìn)口即氣瓶的閥的位置進(jìn)行了特殊的設(shè)計(jì),如果周邊有起火或者達(dá)到非常高的溫度的時(shí)候,這個(gè)閥遇到高溫會(huì)自動(dòng)地熔化,使氫氣在空氣當(dāng)中迅速擴(kuò)散,從而避免發(fā)生爆炸之類(lèi)的危險(xiǎn)。但是豐田在日本也遇到困難,如在車(chē)輛進(jìn)入密閉空間如地下停車(chē)場(chǎng)時(shí)有無(wú)安全隱患,沒(méi)有權(quán)威的第三方可證明。
燃料電池應(yīng)用前景
燃料電池是將燃料的化學(xué)能通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)直接轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電設(shè)備。燃料電池汽車(chē)的成本可分為能源端、生產(chǎn)端和用戶端三方面。
氫能的供給規(guī)模尚不足以支撐大規(guī)模商業(yè)化推廣,費(fèi)用偏貴。上汽集團(tuán)前瞻技術(shù)部燃料電池整車(chē)項(xiàng)目總工程師程偉認(rèn)為終端加氫40元/公斤能讓用戶有比較好的體驗(yàn),但是現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外的價(jià)格多在70-80元。從生產(chǎn)端來(lái)看,國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈比較薄弱,國(guó)外也不能說(shuō)成熟,目前制造成本比同類(lèi)型的燃油車(chē)和純電動(dòng)汽車(chē)更高。許多關(guān)鍵技術(shù),如:催化劑、質(zhì)子膜等核心材料和零部件掌握在少數(shù)企業(yè)手中,成本居高不下。從用戶端來(lái)看,目前市場(chǎng)對(duì)于燃料電池汽車(chē)的認(rèn)知非常不充分,對(duì)于其安全性的質(zhì)疑很多。同時(shí)加氫站所占的土地屬商業(yè)用地,涉及消防、安監(jiān)、住建等很多部門(mén),現(xiàn)在沒(méi)有人牽頭負(fù)責(zé),略顯混亂。顯然目前發(fā)展燃料電池還有許多難以逾越的限制因素。
因此氫燃料汽車(chē)市場(chǎng)仍不會(huì)在短期內(nèi)爆發(fā),市場(chǎng)普遍預(yù)計(jì),與跟純電動(dòng)的發(fā)展路徑類(lèi)似,燃料電池汽車(chē)將首先從商用車(chē)開(kāi)始應(yīng)用,即從客車(chē)開(kāi)始,然后再慢慢推廣到乘用車(chē)。歐陽(yáng)明高院士認(rèn)為,氫和電都是能源載體,所以就新能源汽車(chē)而言,燃料電池與純電將來(lái)會(huì)是共生共存。上汽集團(tuán)前瞻技術(shù)研究部燃料電池系統(tǒng)部總監(jiān)陳雪松直言,“中國(guó)很多人就覺(jué)得市場(chǎng)會(huì)一下爆發(fā),但是這個(gè)得尊重市場(chǎng)規(guī)律,要考慮能源怎么解決,產(chǎn)品的可靠性和用戶體驗(yàn),需要時(shí)間。”
即使行業(yè)里的最樂(lè)觀者,預(yù)計(jì)市場(chǎng)爆發(fā)還至少需5年,歐陽(yáng)明高和上汽相關(guān)負(fù)責(zé)人將技術(shù)相對(duì)成熟和產(chǎn)業(yè)規(guī)模化的時(shí)間設(shè)在2025年。但從爆發(fā)到市場(chǎng)占有率的提升,還有更長(zhǎng)的路要走。

