氫燃料電池車來“敲門”

氫燃料電池車的風(fēng)口，來得比人們預(yù)料中更快更猛。

中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會動力電池應(yīng)用分會的數(shù)據(jù)顯示，今年1-7月，中國氫燃料電池裝機(jī)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Mirai車型，新車?yán)m(xù)航里程較第一代車型增加了30%至644公里。今年7月，豐田宣布第一代Mirai車型自上市以來累計(jì)全球銷量超9000輛，并計(jì)劃到明年，氫燃料電池車的全球產(chǎn)量增至3萬輛，到2025年產(chǎn)能達(dá)到20萬輛。一向謹(jǐn)慎的豐田，明顯加快了在中國氫燃料電池車市場布局的速度。

再往前推一個(gè)月，10輛氫燃料電池出租車在韓國首爾投入試運(yùn)營，引起公眾熱議。這些車輛可以實(shí)現(xiàn)5-6分鐘完成一次充氫，最高行駛里程達(dá)600公里。首爾市政府還表示，今年晚些時(shí)候?qū)⒖紤]上線氫動力公交車。

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(nèi)受到越來越多的關(guān)注。利用氫能發(fā)電的氫燃料電池車，也已經(jīng)在中國市場逐漸落地。

10月11日，工信部公示的“2017年度新能源汽車推廣應(yīng)用補(bǔ)助資金清算審核情況”中，燃料電池車型首次現(xiàn)身。東風(fēng)汽車的燃料電池廂式運(yùn)輸車和上汽商用車的一款燃料電池客車，分別獲得50萬元的單車補(bǔ)貼。工信部起草的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》征求意見稿則提出，力爭經(jīng)過15年持續(xù)努力，純電動車成為主流，燃料電池商用車實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用。

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

相關(guān)報(bào)告指出，2020年氫燃料電池汽車產(chǎn)量將出現(xiàn)爆發(fā)性增長;2025年燃料電池技術(shù)有望實(shí)現(xiàn)突破，成本將大幅下降;到2030年，中國氫燃料電池汽車產(chǎn)銷量將達(dá)數(shù)十萬輛。

01、氫燃料電池車的風(fēng)口來了

迄今啟動運(yùn)營一年零四個(gè)月的長城汽車(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3.3萬平方米，投資約5.7億元。它也是國內(nèi)首座大型氫能、燃料電池汽車關(guān)鍵組件綜合型研發(fā)檢測中心。

這里劃分為綜合試驗(yàn)區(qū)、供氫及液態(tài)儲氫加氫區(qū)和能源供給區(qū)3個(gè)區(qū)，有12個(gè)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)室，120項(xiàng)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)員來這里進(jìn)行技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品檢測。

近日，同濟(jì)大學(xué)的金屬板燃料電池電堆在長城汽車氫能檢測中心完成測試。按照長城汽車董事長魏建軍的規(guī)劃，未來，這座氫能中心還將搭建可再生能源制氫設(shè)備。

作為汽車核心系統(tǒng)的氫燃料電池，早在20世紀(jì)60-70年代便已開始在航空和軍工領(lǐng)域應(yīng)用。后來，因技術(shù)不成熟等原因，氫燃料電池的規(guī)模化應(yīng)用之路暫時(shí)中斷。

與純電動汽車相比，氫燃料電池車具有加氫時(shí)間短、續(xù)航里程長的優(yōu)點(diǎn)。有統(tǒng)計(jì)顯示，城市物流車在加氫站加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(xù)航里程可達(dá)644公里。

“預(yù)計(jì)到2050年，氫能在中國的能源體系中占比將達(dá)10%左右，氫氣需求量近6000萬噸，年經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值超10萬億元。”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》認(rèn)為，未來，氫能將在交通運(yùn)輸、工業(yè)等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)普及應(yīng)用。

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

在豐田第一代Mirai投放市場兩年之后，上汽榮威推出了第一款搭載氫燃料電池動力系統(tǒng)的車型——全新一代榮威950車型。去年5月，奇瑞汽車推出艾瑞澤5氫燃料電池版實(shí)車。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，北汽集團(tuán)則正在研發(fā)中。

長城汽車2018年表示，計(jì)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。今年8月，廣汽集團(tuán)(02238)與億華通合作的氫燃料電池SUV車型亮相，車輛搭載最新一代自主氫燃料電池發(fā)動機(jī)。

工信部9月公示的第324批《道路機(jī)動車輛生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品公告》顯示，111家新能源汽車企業(yè)申報(bào)的299款車型中，燃料電池有20款。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前中國已有超40家車企開始研發(fā)燃料電池汽車。

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

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)鏈的車企之一，豐田汽車迄今有20多年的氫燃料電池研發(fā)經(jīng)驗(yàn)。

這家氫燃料電池車行業(yè)的“領(lǐng)頭羊”公司，在2015年放開了5680項(xiàng)燃料電池研究專利，而后陸續(xù)與億華通、北汽、廣汽、一汽金龍等公司在相關(guān)領(lǐng)域展開合作。近日，豐田與廣汽集團(tuán)簽署電動化及智能領(lǐng)域戰(zhàn)略合作框架協(xié)議，將致力于推出純電動車、氫燃料電池車等車型。

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

除了豐田，現(xiàn)代、本田(HMC.US)、奔馳等汽車制造商也陸續(xù)推出了氫燃料電池車型。

其中，現(xiàn)代汽車是世界首家實(shí)現(xiàn)燃料電池汽車商業(yè)化的汽車制造商。在長達(dá)13年的氫燃料電池車研發(fā)之后，現(xiàn)代汽車集團(tuán)于2013年啟動ix35車型量產(chǎn)?，F(xiàn)代集團(tuán)相關(guān)負(fù)責(zé)人近日表示，現(xiàn)代基于ix35打造的第二代量產(chǎn)車型Nexo國內(nèi)訂單超5500輛。

到2025年，現(xiàn)代汽車集團(tuán)將向市場投放兩款氫燃料電池車，2030年前其燃料電池系統(tǒng)年產(chǎn)能將提升至70萬套，F(xiàn)CEV年產(chǎn)量增加至50萬輛。

出于節(jié)省成本、降低風(fēng)險(xiǎn)等因素的考慮，車企也在通過聯(lián)盟合作的方式布局氫燃料電池車。

2013年，寶馬集團(tuán)與豐田合作，共同研發(fā)氫燃料電池驅(qū)動系統(tǒng)。2015年，寶馬與豐田合作研發(fā)的氫動力驅(qū)動系統(tǒng)走進(jìn)寶馬5系。當(dāng)年夏天，寶馬的研發(fā)部門開始在寶馬5系GT氫燃料電池車上測試該驅(qū)動系統(tǒng)。

此后，雙方在氫燃料電池汽車領(lǐng)域的合作不斷深入。

2016年，豐田汽車與寶馬集團(tuán)再度簽署合作協(xié)議，共同開發(fā)燃料電池驅(qū)動系統(tǒng)以及氫燃料電池汽車模塊化組件等。2017年年初，寶馬集團(tuán)、豐田汽車與工業(yè)和能源等多部門合作，成立國際氫能委員會，目前委員會成員已達(dá)60余家。

2018年，奧迪與現(xiàn)代汽車簽訂協(xié)議共享氫燃料電池的相關(guān)技術(shù)和專利。奧迪CEO布拉姆·肖特近日宣布，未來奧迪將重新啟動氫燃料電池車型h-tron計(jì)劃，全新第六代氫燃料電池車型將于2021年正式面世。

10月10日，在2019汽車藍(lán)皮書發(fā)布會后的媒體采訪環(huán)節(jié)，大眾汽車集團(tuán)(中國)執(zhí)行副總裁劉云峰透露，從2008年北京奧運(yùn)會開始，大眾汽車與同濟(jì)大學(xué)共同開發(fā)氫燃料電池汽車，隨后十多年的時(shí)間里，大眾并沒有停止氫燃料電池的研發(fā)。

03、燃料電池車普及還需3到5年

多家主流車企爭相布局氫能源，但氫燃料電池車普及過程中，也面臨著基礎(chǔ)設(shè)施配套不完善和成本高昂的兩大難題。

在中國，氫燃料汽車產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)速度遠(yuǎn)不如預(yù)期。

中國汽車工程學(xué)會2017年?duì)款^編制的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》提出，到2020、2025和2030年，中國將分別建成100、300和1000座加氫站。據(jù)高工產(chǎn)研氫電研究所統(tǒng)計(jì)，截至2018年年底，中國大陸地區(qū)加氫站保有量僅有28座左右。

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，截至2018年，中國每個(gè)加氫站的建設(shè)成本在1500萬-2000萬元左右。這意味著，要完成2020年100座加氫站的建設(shè)目標(biāo)，需要投入至少10億元。2019年，中國首度在政府工作報(bào)告中提到氫能源，提出推動氫能源汽車基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。今年上半年，氫能行業(yè)投資計(jì)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(qiáng)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(yàn)豐富的豐田，也仍然無法解決這一難題。豐田Mirai售價(jià)42萬元，比特斯拉Model 3高約10萬元。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?yàn)橥瑯拥脑?，大眾汽車對于氫燃料電池車的發(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“沒有未來”。他認(rèn)為，氫能源汽車并不會比純電動汽車更加環(huán)保，且生產(chǎn)氫氣過程中會造成大量電力浪費(fèi)，現(xiàn)階段氫能源汽車高昂的成本并不利于推廣普及。

中國汽車工業(yè)協(xié)會曾預(yù)測，到2020年，中國將試運(yùn)行1萬輛氫燃料電池車。但就在前段時(shí)間，該協(xié)會將這個(gè)數(shù)字調(diào)整為“今年2000輛，明年5000輛”。

美國能源部統(tǒng)計(jì)顯示，2018年中國燃料電池成本約為每千瓦4500元，預(yù)計(jì)當(dāng)燃料電池年均產(chǎn)量達(dá)50萬輛時(shí)，燃料電池成本有望降至每千瓦約200元。豐田此前曾預(yù)計(jì)，氫燃料電池車的售價(jià)將在10年內(nèi)與混合動力車型相匹敵。但至少在目前，價(jià)格高昂的Mirai并沒有受到市場的廣泛歡迎。

“燃料電池車是可以普及的，這個(gè)時(shí)間預(yù)計(jì)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的成本降到與鋰離子電池車相近的水平。