燃料電池應用尚久遠

此前，談到國務院關于印發(fā)《中國制造2025》通知定義汽車的四個方向，即“純電動汽車和插電式混合動力汽車”、“燃料電池汽車”、“節(jié)能汽車”和“智能網(wǎng)聯(lián)汽車”等四個方向，并詳細地談了“電動車、插電式混合動力汽車”發(fā)展機會，今天我們談論第二個方向“燃料電池汽車”的定位。 　　燃料電池汽車一直被媒體、政界重視，車企層面對燃料電池定位還在概念車探討的層面，特斯拉CEO Elon Musk甚至在紐約時報采訪時用了“A fuel cell is sobullshit”來表述燃料電池，前段時間我們多家車企談投放市場燃料電池汽車，結(jié)果遲遲動作不明，此次政府官方定位的燃料電池，還存在基礎研究階段，離批量化的應用還有較長距離。 　　第一、市場定位仍是基礎研發(fā)和小范圍應用嘗試 　　很多人知道“燃料電池”的名詞，卻未必真正了解燃料電池的概念，它并不是真正意義的電池，而是一個小型發(fā)電站，官方概念指“利用氫氣和空氣中的氧在催化劑作用下，在燃料電池中電化學反應產(chǎn)生的電能作為主要動力源的汽車”，我們先看看官方的市場定位。 　　在燃料電池銷量上，官方定位是“燃料電池汽車運行規(guī)模進一步擴大。到2020年，生產(chǎn)1000輛燃料電池汽車并進行示范運行；到2025年，制氫、加氫等配套基礎設施基本完善，燃料電池汽車實現(xiàn)區(qū)域小規(guī)模運行。” 　　類比純電動/插電混的年產(chǎn)銷量100萬輛，這個累計生產(chǎn)1000輛數(shù)量顯得極其渺小，當然，這個數(shù)量似乎官方也不自信，因為2025年的銷量并沒有給出來，示范運營，讓一些企業(yè)、高校拿出一些試驗車輛，可能止步于這個意思，這也不能怪政府步子小，而是這塊市場的環(huán)境還沒有形成。 　　筆者檢索到7月9日一篇報道稱，中國的加氫站僅有兩家，分別位于上海和北京，美國市場也僅有十余個，這是一個非?，F(xiàn)實的問題，怎么可能讓燃料電池大范圍應用？所以，豐田在媒體上發(fā)布了很多文章稱它們的燃料電池量產(chǎn)車輛，應該也是小范圍的嘗試。 燃料電池 　　當然，定位的技術(shù)指標上，提到了一些應用前期的限制，包括“到2020年，燃料電池堆壽命達到5000小時，功率密度超過2.5千瓦/升，整車耐久性到達15萬公里，續(xù)駛里程500公里，加氫時間3分鐘，冷啟動溫度低于-30℃”，這些方面都是作為車輛產(chǎn)品應用前需要解決的門檻問題。 燃料電池汽車示意圖 　　最后的定位是，“到2025年，燃料電池堆系統(tǒng)可靠性和經(jīng)濟性大幅提高，和傳統(tǒng)汽車、電動汽車相比具有一定的市場競爭力，實現(xiàn)批量生產(chǎn)和市場化推廣。”如果從一款車輛產(chǎn)品的周期來看，研發(fā)需要四年的時間的，燃料電池作為核心動力總成可能需要更長的時間，2020年實現(xiàn)積累，2025年實現(xiàn)批量有一定困難，特別競爭傳統(tǒng)車輛和電動車，這種類比就有問題，因為燃料電池也是電動車的一種。 　　第二、技術(shù)定位的四個突破或是投資機會 　　既然是個未來技術(shù)，且包括政策、行業(yè)都比較期待的未來技術(shù)，前期的積累和研發(fā)有兩個特點：第一是需要長時間的研發(fā)積累，第二是需要持續(xù)的資金鏈補給。所以，這些方面，特別是《中國制造2025》官方通知里面，更多的還是給予投資參考的作用。 　　在燃料電池的概念中，“氫氣和空氣中的氧在催化劑作用下，在燃料電池中電化學反應產(chǎn)生的電能作為主要動力源的汽車”，也能夠看得出來，氫氣的來源、氫氣的存儲和運輸、氫氣的反應以及產(chǎn)品化應用的處理是燃料電池四個最需要解決的問題，而官方四個重點關注領域主要圍繞的是氫氣化學反應的技術(shù)展開，這里面主要還是基礎研發(fā)。 燃料電池 　　重點關注領域的核心材料方面，提到了“燃料電池催化劑、質(zhì)子交換膜、碳紙、膜電極組件、雙極板等關鍵材料”的批量生產(chǎn)能力建設和質(zhì)量控制技術(shù)研究，這種能力建設或在未來有相應的技術(shù)傾斜，當然，這些也是燃料電池未來發(fā)展的瓶頸性關鍵技術(shù)。 燃料電池工作原理 　　重點關注領域第二個方面主要是針對可靠性，“提高催化劑及其載體的抗氧化能力，質(zhì)子膜的機械和化學穩(wěn)定性、提高產(chǎn)品級壽命、提高系統(tǒng)零部件的可靠性，開展系統(tǒng)可靠性分析與設計改進”，這個方面，也讓我們看到了當下燃料電池的狀態(tài)，離成熟的產(chǎn)品還有差距，這個方面對于熱炒燃料電池概念的應該有個警醒。 　　重點關注領域第三個方面主要是針對通用化技術(shù)，包括卻不僅限于“汽車、備用電源、深海潛器等燃料電池通用化技術(shù)研究”，這個方面有點聯(lián)合作戰(zhàn)的意味。 　　重點關注領域第三個方面主要是針對整車應用和降低成本，這個細節(jié)方面談的很少，主要是走到這個階段還有一段很長的路子。 燃料電池汽車充電 　　當然了，我們上面談到的氫氣的來源、氫氣存儲與運輸、氫氣的基礎建設，以及燃料電池整車安全等問題，這些問題可能相對應電化學反應的基礎研究，沒有那么迫切，不過，這些問題沒有統(tǒng)籌性的解決，燃料電池的概念只能存在概念狀態(tài)。 　　值得一提的是，這么重要且大家都看好的概念，沒有統(tǒng)籌性梳理就顯得不合理，比如氫氣來源如何采用電解，那么電能如何解決，與電動車相比較，能效如何，氫氣存儲方面，如何保證粗笨的高壓瓶能夠安全不泄漏地存儲、運輸氫氣，這些問題目前來講，還沒有結(jié)論，這也意味著燃料電池尚未開始應用。