“氫”云直上 新能源汽車產(chǎn)業(yè)或?qū)⒂瓉怼皻洹睍r(shí)代

近期，關(guān)于氫能的探討有些多，2019聯(lián)合國開發(fā)計(jì)劃署氫能產(chǎn)業(yè)大會(huì)、氫時(shí)代—2019氫能利用暨新能源汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展高峰論壇、第四屆國際氫能與燃料電池汽車大會(huì)，甚至山西也宣誓要從“煤都”完成到“氫都”的角色轉(zhuǎn)變……

透過這些熱點(diǎn)不難看出，氫能的應(yīng)用將在未來幾年迎來爆發(fā)期，汽車行業(yè)無疑會(huì)是“主戰(zhàn)場(chǎng)”。

車企布局氫能源豐田引領(lǐng)“未來”

眾所周知，今年全國“兩會(huì)”的政府工作報(bào)告里，增加了“推動(dòng)充電、加氫等設(shè)施建設(shè)”的表述，這也是氫能源首次寫入政府工作報(bào)告，氫能源汽車一時(shí)成為市場(chǎng)關(guān)注的焦點(diǎn)。

其實(shí)，氫能源汽車的走紅并不偶然，用“名不轉(zhuǎn)經(jīng)傳”形容它或許更為貼切。

2008年8月，福田歐輝氫燃料電池客車服務(wù)于北京奧運(yùn)會(huì)；2010年10月，宇通在德國漢諾威國際商用車展展示第一代燃料電池客車；2014年4月，上海榮威展示出950氫燃料電池車；同年6月，東風(fēng)在盤縣建立氫能源汽車改裝及研發(fā)生產(chǎn)示范基地；2017年11月，長城汽車宣布建立電驅(qū)車與燃料電池關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)部研發(fā)團(tuán)隊(duì)；2019年5月，吉利在北京發(fā)布?xì)淙剂想姵毓豢蛙嘑12；2019年8月，長安汽車在智博會(huì)上推出了CS75燃料電池版。

在布局氫能源的征程中，全球幾大汽車巨頭也不曾缺席。

一汽-大眾奧迪2016年就曾展示過一款h-tron quattro的氫燃料電池概念車，其董事長也表示，奧迪未來將更加重視氫燃料電池，投入更多的資金，人員和信心。寶馬更是宣布了將與豐田在氫燃料電池車領(lǐng)域進(jìn)行合作，計(jì)劃在未來推出寶馬X5的氫燃料電池車型，2025年正式量產(chǎn)。在2019亞洲CES展期間，奔馳GLC F-CELL車型正式在國內(nèi)亮相，作為奔馳首款氫燃料電池汽車，它的最大續(xù)航里程達(dá)到了437公里。

當(dāng)然，發(fā)力氫燃料汽車的企業(yè)遠(yuǎn)不止這些，我們不必一一列舉，不過有一家車企則不得不說，它就是豐田。

在11月5日開幕的第二屆中國國際進(jìn)口博覽會(huì)上，豐田展臺(tái)以FC燃料電池技術(shù)為中心，帶來了Mirai以及Mirai Concept車型，以及應(yīng)用Mirai上搭載的燃料電池堆、高壓儲(chǔ)氫罐等開發(fā)的FC卡車、FC拖車、FC叉車。此外，豐田還介紹了從氫的制取、運(yùn)輸、儲(chǔ)存到使用等各環(huán)節(jié)相關(guān)實(shí)證實(shí)驗(yàn)，展示了豐田在氫能源產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展中所取得的重要經(jīng)驗(yàn)成果。

其實(shí)早在1992年，豐田就已經(jīng)投入到氫能源的研發(fā)中。1996年，豐田推出第一款燃料電池概念車FCHV－1。2014年12月，豐田Mirai在日本正式上市，氫燃料電池汽車商業(yè)化實(shí)現(xiàn)落地。相比鋰電池長達(dá)幾個(gè)小時(shí)的充電時(shí)間，氫燃料只需要將汽車內(nèi)載的儲(chǔ)氫罐充滿，耗時(shí)不會(huì)超過5分鐘。另外官方報(bào)道，加滿氫的豐田Mirai續(xù)航超過500km，大大緩解了人們對(duì)于電動(dòng)車?yán)m(xù)航的擔(dān)憂。

在剛剛結(jié)束的日本車展上，豐田發(fā)布了Mirai Concept，是即將于2020年底上市的第2代“Mirai”在研發(fā)階段的最終車型，它的問世將標(biāo)志著氫燃料汽車的新階段。燃料電池系統(tǒng)性能的改善和儲(chǔ)氫能力的提高，將促使全新Mirai的續(xù)航里程提高30%。而且，新一代Mirai還基于豐田TNGA架構(gòu)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，將敏捷性和駕駛性能與時(shí)尚優(yōu)雅的外觀設(shè)計(jì)完美結(jié)合。

需要說明的是，“Mirai”在日語中的意思是未來，包含了“為了汽車、地球，以及子孫們的未來”的寓意。所以我們可以看到，除了Mirai，豐田也將氫燃料電池技術(shù)廣泛應(yīng)用于大型巴士、卡車、拖車、叉車，以及家庭用氫燃料電池等各種產(chǎn)品和領(lǐng)域。

在推廣氫燃料汽車方面，豐田也不余遺力，而贊助奧運(yùn)絕對(duì)是“四兩撥千斤”的高明策略。在2020東京奧運(yùn)會(huì)上，豐田計(jì)劃提供100輛氫燃料電池巴士，在各個(gè)場(chǎng)館之間接送游客，還將提供500輛Mirai轎車，用于在東京奧運(yùn)會(huì)場(chǎng)館之間運(yùn)送官員。這無疑也是豐田為服務(wù)北京2022年冬奧會(huì)的一次練兵。

有理由相信，豐田通過贊助全世界名氣最大、規(guī)模最大，影響力最大的體育盛會(huì)，把不僅僅是Mirai，還有更多的氫燃料汽車帶進(jìn)人們的視野。

氫能源基因優(yōu)良 發(fā)力氫燃料汽車大有可為

所謂氫燃料汽車，就是指搭載著能讓氫氣和氧氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)并產(chǎn)生電能的燃料電池堆，依靠電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車。

稍微對(duì)化學(xué)常識(shí)有了解的人都知道，氫氣和氧氣的化學(xué)反應(yīng)只生成水，并沒有其他有害物質(zhì)。另一層面，氫能源除了可以直接利用工業(yè)副產(chǎn)氫之外，還可以通過可再生能源以及污水污泥、家畜糞便等眾多途徑制取。其實(shí)，“棄電”也是獲取氫能源的一大渠道，由于電力過剩或輸電通道限制等原因，僅2018年，我國共產(chǎn)生“棄電”約1023億千瓦時(shí)，粗略計(jì)算可制氫200萬噸，可供300萬輛氫燃料汽車行駛1年。

目前，豐田集團(tuán)的豐田通商正致力于太陽能、風(fēng)力發(fā)電的水電解制氫、下水污泥的氫制造技術(shù)的研發(fā)和示范運(yùn)行工作，相信更多的利好消息正在路上。

也正因?yàn)闅淠茉词莾?yōu)秀的清潔可再生能源，能夠與電能實(shí)現(xiàn)高效的相互轉(zhuǎn)換，被業(yè)界專家視為最具前景的能源之一。

當(dāng)然也有人質(zhì)疑氫燃料汽車的安全性問題，其實(shí)，氫燃料電池相比較鋰電池更安全。以Mirai為例，它儲(chǔ)存壓縮氫氣的儲(chǔ)氫罐，采用了多種特殊新材料制作而成，包括炭纖維材料，經(jīng)受了時(shí)速80km的追尾碰撞測(cè)試，盡管汽車受損明顯，但儲(chǔ)氫罐卻毫發(fā)無傷。其次，豐田為儲(chǔ)氫罐設(shè)計(jì)了特殊的氣缸閥，它由一種易溶材料制成，當(dāng)一定情況下車輛著火時(shí)，閥門將感應(yīng)到溫度自行開啟，強(qiáng)制性排除氫氣，很好地避免了儲(chǔ)氫罐因受熱導(dǎo)致罐內(nèi)氣壓升高，突破儲(chǔ)氫罐承受的極限而引起爆炸情況。第三，即便氫燃料汽車排出的氫氣遭遇明火，也將向車輛側(cè)后方排出，儲(chǔ)氫罐的氣口閥門為止逆設(shè)計(jì)，火焰并不會(huì)逆流進(jìn)入氣缸，缸內(nèi)剩余燃料也相對(duì)安全。

也基于氫能源的強(qiáng)大基因，以Mirai為代表的氫燃料汽車呈現(xiàn)出以下幾大優(yōu)點(diǎn)：

環(huán)保。氫能源汽車的動(dòng)力原理就是車載氫氣與空氣產(chǎn)生反應(yīng)生成動(dòng)能，而氫氣與氧氣生成的是水。也就是說，氫能源汽車排放的不是尾氣，而是一杯水，絕對(duì)的“零排放”。甚至通過它的空氣凈化功能，去除吸入空氣中的PM物質(zhì),使排放出來的空氣更清潔，達(dá)到“負(fù)排放”的效果。

便捷。氫能源汽車上有兩個(gè)儲(chǔ)氫罐，只要3分鐘時(shí)間，就可以充滿氣，續(xù)航600公里左右。而第二代Mirai的續(xù)航將在這基礎(chǔ)上再增加30%。

省錢。據(jù)目前日本氫氣的價(jià)格，如果汽車加滿氣的話，需要4600日元，相當(dāng)于280元人民幣，比汽油的價(jià)格還便宜。如果氫燃料汽車和加氣站得到普及的話，氫氣價(jià)格還要便宜。

抗凍。2014豐田下線的第一輛氫能源汽車，就開始在北美地區(qū)，以及零下40度的北海道最北端的嚴(yán)寒城市進(jìn)行試驗(yàn)性運(yùn)營，它都無懼嚴(yán)寒，暢行無阻。

創(chuàng)新。氫燃料汽車作為一個(gè)移動(dòng)電源，當(dāng)發(fā)生停電問題時(shí)，它的后備箱有個(gè)電源連接口，可以將車載的電源連接到家庭電源中，保證一戶家庭一個(gè)星期的用電所需。

開放專利促進(jìn)合作 豐田力促環(huán)保車輛普及

為推動(dòng)環(huán)保車輛普及的環(huán)保效應(yīng)，今年4月豐田做了一項(xiàng)決定：無償提供約23740件關(guān)于汽車電動(dòng)化技術(shù)的使用專利，其中包括電機(jī)約2590項(xiàng)，PCU（控制器）約2020項(xiàng)，發(fā)動(dòng)機(jī)、變速驅(qū)動(dòng)橋約1320項(xiàng)，系統(tǒng)控制約7550項(xiàng)，以及氫燃料汽車相關(guān)的專利，F(xiàn)C電池約2840項(xiàng)，高壓儲(chǔ)氫罐約680項(xiàng)，系統(tǒng)控制約4540項(xiàng)。

其實(shí)這并不是豐田第一次開放專利了。2015年1月，豐田在當(dāng)年的“國際消費(fèi)電子展”開幕前夕，就曾宣布開放氫燃料電池技術(shù)專利使用權(quán)，開放的專利數(shù)量為5680項(xiàng),其中包括了豐田氫燃料電池車型Mirai的1970項(xiàng)技術(shù)。

“為新能源車普及做貢獻(xiàn)”這件事上，豐田顯然是希望貢獻(xiàn)更多的力量。

所以，豐田在2019年又全面開啟了和我國城市、企業(yè)和相關(guān)機(jī)構(gòu)等技術(shù)合作模式。

2019年4月，豐田作為中國零部件供應(yīng)商，首次與北汽福田、北京億華通合作，向福田大巴提供FC組件；同月，豐田與清華大學(xué)成立“清華大學(xué)-豐田聯(lián)合研究院”，重點(diǎn)針對(duì)氫能源等領(lǐng)域進(jìn)行研究；7月份，豐田開始和一汽股份、上海重塑、蘇州金龍合作，向一汽和蘇州金龍生產(chǎn)的大巴提供FC組件；9月份，豐田發(fā)表了與一汽集團(tuán)、廣汽集團(tuán)在電動(dòng)化領(lǐng)域的戰(zhàn)略合作。

這樣的合作模式對(duì)豐田來說是駕輕就熟。資料顯示，為了推動(dòng)日本氫燃料電池的快速發(fā)展，豐田在2018年聯(lián)合日產(chǎn)、本田等11家公司成立了“日本加氫站網(wǎng)絡(luò)公司”，進(jìn)一步完善加氫站的體系化建設(shè)。而這次，豐田將目光轉(zhuǎn)向了“最重要市場(chǎng)”——中國。

其實(shí)，發(fā)展氫能及燃料電池汽車已成為全球共識(shí)。只不過我國正在推進(jìn)能源結(jié)構(gòu)變革，氫能的開發(fā)和應(yīng)用就顯得尤為難能可貴了。

可喜的是，我國在氫能和燃料電池產(chǎn)業(yè)已初具規(guī)模。在第四屆國際氫能與燃料電池汽車大會(huì)，聯(lián)合國開發(fā)計(jì)劃署專家表示，“當(dāng)前中國的氫能和燃料電池產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成了覆蓋四大產(chǎn)業(yè)集群，擁有超過33家上市公司，以及40家汽車制造商的格局?！?/p>

顯然，豐田的戰(zhàn)略與中國產(chǎn)業(yè)規(guī)劃不謀而合，豐田多年研發(fā)的氫燃料電池技術(shù)也將推動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

盡管我國在氫能發(fā)展上還面臨著諸如“關(guān)鍵材料和核心技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)亟需突破”等瓶頸，誰又能否認(rèn)我們已迎來“天時(shí)地利人和”的發(fā)展契機(jī)呢？新能源汽車產(chǎn)業(yè)的“氫”時(shí)代，或許真的不遠(yuǎn)了。