普及燃料電池汽車?各國(guó)頻出新招

摘要：借無污染、無噪音、高效率等優(yōu)勢(shì)，燃料電池汽車被視為未來能源替代、節(jié)能減排的代步工具，成為21世紀(jì)具有市場(chǎng)前景的新能源汽車之一。為此，日本、美國(guó)、歐盟等國(guó)家和地區(qū)早早制定了燃料電池汽車發(fā)展路線圖，這對(duì)于中國(guó)發(fā)展燃料電池汽車提供了良好的借鑒。

“十三五”期間，中國(guó)在相關(guān)規(guī)劃綱要中也將燃料電池汽車技術(shù)列入新能源汽車之列，特別強(qiáng)調(diào)了發(fā)展燃料電池汽車的重要性，并計(jì)劃在關(guān)鍵基礎(chǔ)器件、燃料電池系統(tǒng)、基礎(chǔ)設(shè)施三個(gè)方面加大研發(fā)和投入力度，攻克薄金屬雙極板表面改性技術(shù)、車用燃料電池耐久性技術(shù)、推進(jìn)加氫站建設(shè)和燃料電池汽車示范運(yùn)行等多項(xiàng)工作。

    中國(guó)

    在技術(shù)研發(fā)階段，中國(guó)采用產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制，借助科研院校的技術(shù)和人才優(yōu)勢(shì)，集中力量攻克技術(shù)難題，聯(lián)合企業(yè)共同制造燃料電池汽車。

    為了搶占技術(shù)制高點(diǎn)，國(guó)家863計(jì)劃從“十五”開始扶持包括燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)在內(nèi)的關(guān)鍵零部件技術(shù)，同時(shí)大力支持動(dòng)力平臺(tái)技術(shù)和整車集成技術(shù)的開發(fā)和創(chuàng)新，強(qiáng)調(diào)整車和動(dòng)力平臺(tái)的引領(lǐng)與帶動(dòng)示范作用。通過充分的創(chuàng)新挖潛，攻克了燃料電池轎車動(dòng)力系統(tǒng)集成、控制和適配等關(guān)鍵難點(diǎn)，建立了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的以電電混合、平臺(tái)結(jié)構(gòu)和模塊集成為技術(shù)特征的燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)平臺(tái)。

    《中國(guó)制造2025》提出“節(jié)能與新能源汽車”作為重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域，并為我國(guó)燃料電池汽車發(fā)展指明了方向。

    第一，關(guān)鍵材料、零部件逐步國(guó)產(chǎn)化。到2020年，實(shí)現(xiàn)燃料電池關(guān)鍵材料批量化生產(chǎn)的質(zhì)量控制和保證能力；到2025年，實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)關(guān)鍵材料、零部件實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化和批量供應(yīng)。

    第二，燃料電池堆和整車性能逐步提升。到2020年，燃料電池堆壽命達(dá)到5000小時(shí)，功率密度超過2.5千瓦/升，整車耐久性到達(dá)15萬公里，續(xù)駛里程500公里，加氫時(shí)間3分鐘，冷啟動(dòng)溫度低于-30℃；到2025年，燃料電池堆系統(tǒng)可靠性和經(jīng)濟(jì)性大幅提高，和傳統(tǒng)汽車、電動(dòng)汽車相比具有一定的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)和市場(chǎng)化推廣。

    第三，燃料電池汽車運(yùn)行規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大。到2020年，生產(chǎn)1000輛燃料電池汽車并進(jìn)行示范運(yùn)行；到2025年，制氫、加氫等配套基礎(chǔ)設(shè)施基本完善，燃料電池汽車實(shí)現(xiàn)區(qū)域小規(guī)模運(yùn)行。

    目前，盡管中國(guó)還沒有一款國(guó)產(chǎn)燃料電池汽車實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，但是上汽、宇通、福田等國(guó)內(nèi)汽車制造企業(yè)投入精力開發(fā)氫燃料電池汽車，部分車輛已投入示范運(yùn)營(yíng)。

    日本

    日本燃料電池汽車的開發(fā)基本上由政府計(jì)劃和引導(dǎo)。尤其在剛剛起步的技術(shù)驗(yàn)證過程中，日本徹底執(zhí)行了政府引導(dǎo)計(jì)劃，實(shí)行限定出售，面向豐田、本田、日產(chǎn)等車企購(gòu)買燃料電池汽車。

    其具體發(fā)展路線為：2002～2005年為完善基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)驗(yàn)證階段；2005～2010年為開始試用階段，計(jì)劃至2010年生產(chǎn)燃料電池汽車5萬輛，以加速燃料電池汽車的實(shí)用化；2010～2020年為普及階段，計(jì)劃普及燃料電池汽車500萬輛，開始擴(kuò)大市場(chǎng)規(guī)模；2020～2030年為真正普及階段，以民間為中心自發(fā)擴(kuò)大普及率，計(jì)劃到2030年，燃料電池汽車達(dá)到1500萬輛，在日本全國(guó)汽車市場(chǎng)的占有率達(dá)到1/5。

    同時(shí)，日本有關(guān)方面又啟動(dòng)了新一輪的研究開發(fā)措施。2015年6月5日，日本國(guó)立研究開發(fā)法人“新能源及產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)”（簡(jiǎn)稱NEDO，日本的科技計(jì)劃管理機(jī)構(gòu)之一）宣布部署新的燃料電池汽車研發(fā)項(xiàng)目。準(zhǔn)備調(diào)動(dòng)產(chǎn)學(xué)研力量，挑戰(zhàn)下一代燃料電池技術(shù)，大幅度提高燃料電池性能，進(jìn)一步降低成本，以實(shí)現(xiàn)燃料電池汽車的真正普及。

    早在1992年，豐田就啟動(dòng)對(duì)氫燃料電池汽車的研究，與啟動(dòng)混動(dòng)的研究差不多同期甚至更早。截止2015年7月底，豐田混合動(dòng)力車的全球累計(jì)銷量已經(jīng)突破800萬輛，達(dá)到804.8 萬輛。2015年豐田燃料電池汽車Mirai正式推向日本、美國(guó)和歐洲市場(chǎng)，預(yù)計(jì)2017年美國(guó)市場(chǎng)的銷售量達(dá)到3000輛。

    同時(shí)，豐田還宣布將會(huì)在全球范圍內(nèi)開放約5680項(xiàng)有關(guān)氫燃料電池技術(shù)的專利，其中包括燃料電池組1970項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。

    另外，2016年本田3月10日起開始面向企業(yè)及自治團(tuán)體發(fā)售氫動(dòng)力燃料電池汽車“CLARITY FUEL CELL”，含稅售價(jià)766萬日元。本田計(jì)劃從2017年下半年開始面向個(gè)人銷售這款燃料電池汽車。

    韓國(guó)

    據(jù)韓聯(lián)社綜合報(bào)道，目前韓國(guó)燃料電池汽車的價(jià)格大約是8500萬韓元(約合71900美元)，韓國(guó)政府計(jì)劃到2018年?duì)幦〗档?000萬韓元。

    同時(shí)建立必要的基礎(chǔ)設(shè)施，提升居民對(duì)燃料電池汽車購(gòu)買欲望。韓國(guó)政府計(jì)劃到2030年，燃料電池汽車會(huì)占到新車總銷量的百分之十。在氫站建設(shè)方面，韓國(guó)政府計(jì)劃在2020將建成80個(gè)氫站，2030年達(dá)到520個(gè)，2050年達(dá)到1500個(gè)。

    為了達(dá)到這一目標(biāo)，在首爾購(gòu)買燃料電池汽車的消費(fèi)者可以得到2750萬韓元的國(guó)家補(bǔ)貼，以及各種免稅的優(yōu)惠政策。除了補(bǔ)貼和稅收減免，韓國(guó)政府也計(jì)劃幫助汽車制造商降低生產(chǎn)成本。

    現(xiàn)代汽車集團(tuán)擁有十多年氫燃料電池技術(shù)研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，并以最早量產(chǎn)氫燃料電池汽車而占據(jù)行業(yè)前沿。今年以來，現(xiàn)代汽車集團(tuán)繼續(xù)發(fā)力，進(jìn)一步拓展氫燃料電池技術(shù)的應(yīng)用。

    2013年2月，ix35燃料電池汽車首次實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，今天已在全球17個(gè)國(guó)家銷售。2015年，現(xiàn)代汽車在法蘭克福車展上展示了全新的N2025 Vision Gran Turismo概念車，最大功率達(dá)到了650kW。

    現(xiàn)代起亞汽車旗下的途勝氫燃料電池車和秀爾電動(dòng)汽車等兩種車型共4輛汽車日前獲得美國(guó)內(nèi)華達(dá)州高速公路自動(dòng)行駛執(zhí)照，這在韓國(guó)車企中尚屬首例。

    美國(guó)

    與日本不同，美國(guó)以車企為主導(dǎo)、政府協(xié)作的方式展開燃料電池汽車研究。在開發(fā)階段，美國(guó)汽車研究理事會(huì)（USCAR）發(fā)揮了重要作用。

    美國(guó)汽車研究理事會(huì)（USCAR）是美國(guó)三大汽車公司（戴姆勒-克萊斯勒、福特和通用公司）組成的一個(gè)合作開發(fā)競(jìng)爭(zhēng)前沿技術(shù)的機(jī)構(gòu)。2002年，美國(guó)能源部與美國(guó)汽車研究理事會(huì)成立協(xié)作機(jī)構(gòu)，共同開發(fā)經(jīng)濟(jì)性燃料電池汽車技術(shù)及氫氣供應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)。

    2006年，美國(guó)啟動(dòng)國(guó)家燃料電池公共汽車計(jì)劃（National Fuel Cell City Bus Program，NFCBP），以繼續(xù)推進(jìn)燃料電池汽車研發(fā)和示范工作。

    2010年，美國(guó)能源部制定了“氫能源計(jì)劃”（Hydrogen Posture Plan），計(jì)劃概括了能源部準(zhǔn)備開展的重大活動(dòng)及交付成果。目的是推動(dòng)美國(guó)向以氫能源為基礎(chǔ)的能源體系轉(zhuǎn)變。

    2013年5月，美國(guó)能源部成立了推進(jìn)氫基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)置的聯(lián)盟“H2USA”。旨在成員的協(xié)助下實(shí)施調(diào)查，主要目標(biāo)是討論在美國(guó)低成本設(shè)置氫基礎(chǔ)設(shè)施的方法。將重點(diǎn)瞄準(zhǔn)燃料電池汽車（FCV）的普及，討論多種方法。

    2013年9月，通用汽車與美國(guó)陸軍坦克機(jī)動(dòng)車輛研究發(fā)展與工程中心聯(lián)合宣布將深化在汽車氫燃料電池技術(shù)方面的合作。

    2013年，通用汽車公司與本田汽車公司宣布一項(xiàng)長(zhǎng)期協(xié)議：2020年前合作開發(fā)下一代燃料電池系統(tǒng)和氫儲(chǔ)存技術(shù)。雙方在此項(xiàng)目上的成功合作將建立在互享專長(zhǎng)、規(guī)模經(jīng)濟(jì)和聯(lián)合采購(gòu)等一攬子計(jì)劃基礎(chǔ)之上。

    歐盟

    2008年5月20日，歐洲議會(huì)通過《氫能源和燃料電池聯(lián)合技術(shù)發(fā)展計(jì)劃》，提供10億歐元科研經(jīng)費(fèi)用于燃料電池技術(shù)的研究。

    根據(jù)歐盟委員會(huì)發(fā)布的《歐盟氫和燃料電池技術(shù)平臺(tái)：戰(zhàn)略總覽》，歐盟力圖用10年的時(shí)間做好前期研究、開發(fā)和示范運(yùn)行工作。

    從2010年開始，以五年為節(jié)點(diǎn)，爭(zhēng)取到2020年，車用燃料電池實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化運(yùn)行。到2025年，氫將成為主要的交通燃料，并廣泛應(yīng)用于可再生能源發(fā)電領(lǐng)域。

    此外，還規(guī)劃了燃料電池汽車商業(yè)化的四個(gè)階段：從大規(guī)模、綜合性示范運(yùn)行開始，經(jīng)過擴(kuò)展燃料供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)、做好進(jìn)入歐洲主要汽車市場(chǎng)準(zhǔn)備兩個(gè)階段后，最終逐步實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化運(yùn)行。

    在歐盟整體部署下，德國(guó)、英國(guó)、法國(guó)等國(guó)家相繼布局燃料電池汽車市場(chǎng)。以德國(guó)、英國(guó)為例，2012年德國(guó)交通運(yùn)輸部宣布，計(jì)劃新建35個(gè)氫燃料站，到2015年德國(guó)氫燃料站數(shù)量將達(dá)到50個(gè)。

    英國(guó)計(jì)劃在2030年之前保有160萬輛左右的燃料電池汽車，力爭(zhēng)至2050年燃料電池汽車在英國(guó)市場(chǎng)占有率達(dá)到30%～50%。

    作為大眾集團(tuán)“卓越中心”，奧迪承擔(dān)著領(lǐng)導(dǎo)研發(fā)燃料電池汽車的職能。2016年1月，奧迪在底特律車展上發(fā)布了采用燃料電池的H-tron quattro概念SUV，將成為其未來燃料電池汽車的雛形。

    同時(shí)，早在 1994 年，梅賽德斯-奔馳就推出了其首款以燃料電池為動(dòng)力的研究車型。如今已有 100 多輛以燃料電池為動(dòng)力的梅賽德斯-奔馳轎車、公共汽車和廂式車投入日常使用，累計(jì)行駛里程已超過了四百萬公里。