這個(gè)月中,前科技部部長(zhǎng)、中國(guó)科協(xié)主席萬(wàn)鋼,在人民日?qǐng)?bào)發(fā)表了一篇文章——《促進(jìn)新能源汽車產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展》。這位為新能源車事業(yè)奉獻(xiàn)了半生的老專家,在文中列舉了數(shù)個(gè)發(fā)展建議。
在文中,萬(wàn)鋼特別提到了氫燃料電池汽車“具有清潔零排放、續(xù)駛里程長(zhǎng)、加注時(shí)間快的特點(diǎn)”,要對(duì)其在“遠(yuǎn)程公交、雙班出租、城市物流、長(zhǎng)途運(yùn)輸”等領(lǐng)域“開(kāi)展區(qū)域商業(yè)化示范運(yùn)營(yíng),加快產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程”。
文章一出,沉寂多時(shí)的氫燃料汽車行業(yè)仿佛看到了發(fā)起沖鋒的號(hào)角,更有好事者解讀稱氫燃料汽車將取代純電動(dòng)車在中國(guó)新能源車體系中的地位。
事實(shí)上,這并不是萬(wàn)鋼第一次倡導(dǎo)發(fā)展氫燃料電池汽車。過(guò)去兩年,他已經(jīng)多次為氫燃料電池發(fā)聲。
那么,氫燃料電池汽車究竟有何本事?它能不能、會(huì)不會(huì)掀翻純電動(dòng)汽車在新能源車中的地位?這個(gè)國(guó)內(nèi)”錯(cuò)過(guò)”的技術(shù)方向,又要如何迎頭趕上?
總理關(guān)注 前科技部長(zhǎng)站臺(tái),氫燃料電池車逆襲了?
氫燃料電池汽車在國(guó)內(nèi)已經(jīng)有相當(dāng)長(zhǎng)的研究歷史,但極其小眾——去年,中國(guó)賣出近了2900萬(wàn)臺(tái)汽車,而氫燃料電池汽車的在國(guó)內(nèi)的總推廣量,還不到2900臺(tái),可謂萬(wàn)中無(wú)一。
真正讓氫燃料電池汽車引起廣泛關(guān)注的,源于今年年中總理的一次訪日行程。今年5月11日,李克強(qiáng)總理造訪豐田北海道工廠,中途,豐田特別展示了一款代表其最高技術(shù)水平的新能源車——氫燃料電池汽車Mirai。
在當(dāng)天的現(xiàn)場(chǎng)圖片中,豐田掌門(mén)人豐田章男扮演主講人角色;日本首相安倍晉三手扶Mirai尾箱,得意之情若隱若現(xiàn);李克強(qiáng)總理雙眼直視車內(nèi),滿臉寫(xiě)著認(rèn)真。
事后,有媒體解讀稱,總理面對(duì)日本領(lǐng)先的新能源技術(shù),“表情凝重”。雖然不乏夸張的成分,但也不是沒(méi)有道理——豐田此次展出的Mirai,不僅是量產(chǎn)車,而且已經(jīng)迭代到了第二版,而國(guó)內(nèi)尚無(wú)一輛投入量產(chǎn)的氫燃料電池乘用車。
同樣是在2018年,剛剛過(guò)去的11月,國(guó)內(nèi)純電動(dòng)汽車一個(gè)月銷量達(dá)到了13.8萬(wàn)臺(tái)。對(duì)比如火如荼的純電動(dòng)汽車大勢(shì),中國(guó)的氫燃料電池汽車發(fā)展是極度滯后的。
而在十七年前,氫燃料電池汽車在中國(guó)發(fā)展新能源汽車的戰(zhàn)略中,其實(shí)地位并不比純電動(dòng)汽車低。
2001年,國(guó)家“863”計(jì)劃電動(dòng)汽車重大專項(xiàng)啟動(dòng),科技部聘任了十三位專家組成重大專項(xiàng)專家組,為中國(guó)新能源汽車的發(fā)展,提出了意義重大的“三縱三橫”總體路線。
其中,“三橫”指多能源動(dòng)力總成控制系統(tǒng)、電機(jī)及其控制系統(tǒng)和電池及其管理系統(tǒng),而“三縱”指的是便是混合動(dòng)力汽車、純電動(dòng)汽車、燃料電池汽車。
可以看出,十七年前的新能源車發(fā)展頂層設(shè)計(jì),是希望混動(dòng)汽車、純電汽車、氫燃料電池汽車三者協(xié)同發(fā)展的。
但隨后因技術(shù)難度、產(chǎn)業(yè)配套、排放法規(guī)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等種種原因,純電動(dòng)汽車脫穎而出,獲得了政策和市場(chǎng)的進(jìn)一步支持,在國(guó)內(nèi)走上了巔峰。最沒(méi)有根基的氫燃料電池汽車,基本上被打入了冷宮。
而在今年李克強(qiáng)總理視察豐田Mirai一事后,業(yè)界對(duì)氫燃料電池汽車的關(guān)注明顯增多。
有一位專家肯定會(huì)為此感到興奮。新能源車重大專項(xiàng)當(dāng)初十三個(gè)專家中,有一位主事氫燃料電池汽車研究,他便是當(dāng)時(shí)專家組的組長(zhǎng),前科技部部長(zhǎng)萬(wàn)鋼。在重大專項(xiàng)中,萬(wàn)鋼作為第一課題負(fù)責(zé)人承擔(dān)了氫燃料電池轎車項(xiàng)目。
萬(wàn)鋼
在純電動(dòng)汽車迎來(lái)飛躍式的發(fā)展時(shí),萬(wàn)鋼仍在不斷強(qiáng)調(diào)應(yīng)適時(shí)發(fā)展氫燃料電池汽車。今年三月卸任科技部部長(zhǎng)后,萬(wàn)鋼更是頻繁在公開(kāi)場(chǎng)合露面——六月、十一月,萬(wàn)鋼在“氫能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展論壇”和政協(xié)雙周協(xié)商座談會(huì)上都為氫燃料電池站臺(tái)。
而最近的一次,則是萬(wàn)鋼親自在人民日?qǐng)?bào)上發(fā)文聲援。
在總理“關(guān)懷”與前科技部長(zhǎng)不遺余力的支持下,氫燃料電池在2018年獲得了多次媒體關(guān)注的高峰。
截至今年12月,國(guó)內(nèi)《新能源車推薦目錄》上共計(jì)出現(xiàn)70余款氫燃料電池車型,相比去年增長(zhǎng)超過(guò)200%。
與此同時(shí),上海、廣州、武漢、西安、杭州等十余座城市都已出臺(tái)政策支持氫燃料電池汽車發(fā)展。
而資料顯示,氫能源小鎮(zhèn)與產(chǎn)業(yè)園、氫燃料電池整車、上游原材料項(xiàng)目等等,今年國(guó)內(nèi)面向氫能源的投資規(guī)劃已經(jīng)超過(guò)了2000億元!
一時(shí)間,氫燃料電池汽車走出冷宮,走向臺(tái)前。那么,“逆襲”的氫燃料電池汽車,到底優(yōu)秀在哪里?
續(xù)航充電吊打純電動(dòng)車 但銷量尷尬了
如今市面上見(jiàn)得著的氫燃料電池汽車,都采用了質(zhì)子交換膜技術(shù)路線,通過(guò)一張電解質(zhì)薄膜將氫氣分離為氫離子與電子,氫離子穿過(guò)薄膜與氧結(jié)合生成水,而電子則繞道形成定向運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生電流。
應(yīng)用該技術(shù)推進(jìn)的汽車,堪稱環(huán)保的典范,這種車排出的“尾氣”——實(shí)質(zhì)是水,甚至可以直接飲用。
從萬(wàn)鋼先生的工作經(jīng)歷來(lái)看,他對(duì)氫燃料電池汽車顯然是有感情的(值得一提的是,他在學(xué)校期間的專業(yè)方向是內(nèi)燃機(jī)),但讓萬(wàn)鋼在洶涌的純電動(dòng)大潮中堅(jiān)持為氫燃料電池汽車發(fā)聲,除了情感,還有諸多對(duì)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的深度思考。
眾所周知,純電動(dòng)汽車雖然環(huán)保,但其續(xù)航里程與充電時(shí)間成為現(xiàn)今燃油車車主普遍詬病的問(wèn)題。
眼下,國(guó)內(nèi)最優(yōu)秀的純電動(dòng)汽車NEDC續(xù)航里程剛剛超過(guò)500公里,為了達(dá)到這一續(xù)航,車輛往往要搭載500-600公斤的電池組。并且,NEDC續(xù)航由于測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)定得較松,在實(shí)際使用中續(xù)航里程常常會(huì)打個(gè)7-8折,如果面對(duì)的是高速工況,則里程衰減更多。
而在充電時(shí)間上,大部分純電動(dòng)車即使使用快充,理想情況下也需要40分鐘才能將電池充到一個(gè)高容量(80%),更不用提,中國(guó)新能源車的車樁比剛剛突破4:1,無(wú)自有樁車主常常遭遇找樁難。
而氫燃料汽車能夠很好地解決這兩個(gè)問(wèn)題。
在續(xù)航問(wèn)題上,氫燃料的能量密度遠(yuǎn)高于鋰電池——目前在單位體積下到達(dá)了后者的7倍。
以豐田的Mirai為例,它用兩個(gè)共130L容積的圓瓶只裝載了5公斤氫,驅(qū)動(dòng)1.8噸的車體,但EPA續(xù)航里程已經(jīng)超過(guò)了500公里,效率遠(yuǎn)超鋰離子電池。
豐田Mirai
在充電問(wèn)題上——對(duì)氫燃料電池汽車來(lái)說(shuō)是加氫,其整個(gè)過(guò)程與加油大致相同,只需3-5分鐘。而對(duì)于純電動(dòng)車來(lái)說(shuō),特斯拉的超充要滿電需要近1.5個(gè)小時(shí),就算是拼速度的換電路線,在蔚來(lái)的實(shí)際操作中,也被證明實(shí)際需要10-20分鐘。
需要注意的是,純電動(dòng)車面臨的續(xù)航里程(實(shí)質(zhì)是電池能量密度問(wèn)題)與充電時(shí)間問(wèn)題,由于物理規(guī)律的限制,未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)都很難得到飛躍性的突破。
而氫燃料電池汽車相當(dāng)于結(jié)合了燃油車的長(zhǎng)續(xù)航、補(bǔ)能便利與純電動(dòng)車的零排放優(yōu)點(diǎn),可謂完美。因此,在很多業(yè)界人士看來(lái),氫能源汽車是新能源車的終極路線。
堅(jiān)持發(fā)展氫燃料電池汽車,也就被賦予了搶奪新能源技術(shù)制高點(diǎn)的戰(zhàn)略意義。
然而,即便放眼全球,氫燃料汽車在乘用車市場(chǎng)上,其份額也小得可憐。市面上真正的氫燃料電池汽車只有豐田的Mirai、本田的Clarity、現(xiàn)代的ix35(現(xiàn)已更新為NEXO),去年一年的總銷量不超過(guò)6000臺(tái)。
可以說(shuō),到目前為止,全球車企在氫燃料電池乘用車上的商業(yè)探索,是失敗的。原因無(wú)他——氫燃料電池轎車帶來(lái)的好處,不足以抵消其購(gòu)置成本與使用成本。
豐田Mirai在日本售價(jià)約35萬(wàn)人民幣,本田的Clarity補(bǔ)貼前售價(jià)也超過(guò)了40萬(wàn)人民幣——甚至害怕因?yàn)樘F賣不出去,本田對(duì)部分車輛采用了只租不賣的推廣方式。
本田Clarity
而在需要加氫的時(shí)候,日本的氫燃料電池車主會(huì)發(fā)現(xiàn),分布在全日本的加氫站,沒(méi)有超過(guò)100個(gè),這意味著其開(kāi)車的活動(dòng)半徑是高度受限的。而氫燃料電池乘用車用氫的長(zhǎng)期成本,也不如純電動(dòng)車低廉的電價(jià)。
比便利性,氫燃料電池乘用車不如燃油車或者混動(dòng)車——本田自家的雅閣銳混動(dòng)車型,可是開(kāi)出了一箱油1000公里的極限續(xù)航,而且還能隨處加油;比長(zhǎng)期用車成本,氫燃料電池車又比不過(guò)經(jīng)濟(jì)型的純電動(dòng)車——同樣是日本的新能源車,日產(chǎn)的純電動(dòng)車聆風(fēng)累計(jì)銷量就已經(jīng)超過(guò)了20萬(wàn)臺(tái)。
原本是想結(jié)合燃油車與純電動(dòng)車優(yōu)點(diǎn)的氫燃料電池乘用車,反而體現(xiàn)出了相對(duì)兩者的劣勢(shì),被夾在中間艱難求生。
是豐田、本田們的技術(shù)不過(guò)硬?未必見(jiàn)得。
實(shí)際上,兩者所掌握的氫燃料電池技術(shù)已經(jīng)完全可以滿足產(chǎn)業(yè)化的需求,但一上場(chǎng)就選擇進(jìn)入乘用車市場(chǎng),并非一個(gè)明智的選擇。
氫燃料電池乘用車補(bǔ)充氫氣,不可能像充電樁一樣安裝在家中,因此它對(duì)加氫站的需求,如同加油站一般,要足夠多、足夠密集。
然而,氫氣的運(yùn)輸與存儲(chǔ)成本一直居高不下,建設(shè)一個(gè)加氫站的成本是一個(gè)加油站成本的5倍。而全球一年氫燃料電池汽車銷量不足6000臺(tái)的情況下,目前一個(gè)加氫站一年服務(wù)的車輛有沒(méi)有500車次都是問(wèn)題,它們普遍處于虧損狀態(tài)。
建一個(gè)虧一個(gè)的加氫站,政府與企業(yè)自然不愿多建。
于是,一個(gè)典型的雞與蛋問(wèn)題誕生了——相關(guān)方看不到加氫站的盈利預(yù)期,造成加氫站建設(shè)不足;消費(fèi)者在承受昂貴車價(jià)的同時(shí)還面臨加氫的麻煩,拿不出動(dòng)力購(gòu)買(mǎi)氫燃料電池車型。
豐田Mirai、本田Clarity們銷量上不去,便可以理解了。
商用車優(yōu)先——氫燃料電池汽車的中國(guó)道路
轉(zhuǎn)頭再看國(guó)內(nèi),雖然2001年就把氫燃料電池車的發(fā)展寫(xiě)入了規(guī)劃中,但國(guó)內(nèi)乘用車企在氫燃料電池汽車商業(yè)化上的成就目前為零。
在六月的一次論壇中,萬(wàn)鋼從技術(shù)指出了國(guó)內(nèi)與國(guó)外的差距:
1、國(guó)內(nèi)車企在氫燃料電池電堆體積功率上平均水平為2KW/L,Mirai已超過(guò)3KW/L。
2、氫燃料電池車的關(guān)鍵催化劑鉑金,國(guó)外最先進(jìn)技術(shù)的用量只需要國(guó)內(nèi)的五分之一。
3、最關(guān)鍵的膜電極,國(guó)外的產(chǎn)品壽命能做到國(guó)內(nèi)的三倍——9000個(gè)小時(shí)。
4、國(guó)外的空氣壓縮機(jī)效率更高,而這直接影響到電堆的效率與功率輸出。
顯然,在氫燃料電池乘用車上追趕日本的技術(shù),難度很大,并且就算追上了,面臨的也是慘淡的市場(chǎng)。因此,技術(shù)不成熟的情況下,不如把乘用車推廣氫燃料電池的腳步緩一緩。
結(jié)合國(guó)內(nèi)早期借助公交推廣純電動(dòng)車的經(jīng)驗(yàn),一條發(fā)展中國(guó)式氫燃料電池汽車的路線出現(xiàn)在了眼前——從商用車開(kāi)始切入。
此時(shí),商用車已經(jīng)開(kāi)始了電動(dòng)化的腳步——一方面排放法規(guī)愈發(fā)收緊,高排放的柴油機(jī)需要被替換;另一方面電價(jià)低廉,又有助于降低運(yùn)營(yíng)成本。
然而,動(dòng)力電池的低能量密度卻成為了商用車們的心病。以國(guó)內(nèi)某款30座的8米純電動(dòng)大巴為例,在搭載95KWh電池的情況下,其續(xù)航里程僅為115公里。
并且,在電池能量密度沒(méi)有飛躍式突破的時(shí)候,堆電池是無(wú)效的——增加的電池容量,絕大多數(shù)都將被用于運(yùn)載電池自身。因此,對(duì)續(xù)航里程有硬性要求的遠(yuǎn)途運(yùn)輸,目前是純電動(dòng)車型的禁區(qū)。
而這恰恰是氫燃料電池的用武之地,商用車的兩個(gè)特性完美契合了其特點(diǎn)與發(fā)展需求。
1、商用車體積更大,可以裝載更多的氫,最大限度發(fā)揮氫能量密度高的優(yōu)勢(shì),獲得超長(zhǎng)的續(xù)航里程。
2、商用車的運(yùn)營(yíng)路線與時(shí)間通常比較固定,對(duì)加氫站的密度沒(méi)有要要求,對(duì)于集群的業(yè)務(wù),還能以一個(gè)站滿足一支氫燃料電池商用車隊(duì)的需求。
目前,在國(guó)內(nèi)的氫燃料電池汽車行業(yè)環(huán)境中,也確實(shí)是商用車企業(yè)在帶頭:宇通、福田已經(jīng)有小批量的氫燃料電池公交車進(jìn)入市場(chǎng),上汽大通的商用車開(kāi)啟了載人試運(yùn)營(yíng),而東風(fēng)、一汽、陜汽也在打造自家的氫燃料電池車型。
福田氫燃料電池車型
今年,國(guó)內(nèi)累計(jì)的氫燃料電池商用車剛剛突破1200輛——這個(gè)數(shù)字看上去不值一提。但行業(yè)人士向車東西分析,氫燃料電池汽車當(dāng)前的形勢(shì),很像2011-2012年的純電動(dòng)車發(fā)展,都是商用車領(lǐng)頭,背后基礎(chǔ)設(shè)施與產(chǎn)業(yè)鏈成熟速度加速。
2018年,國(guó)內(nèi)投入使用的加氫站為13座,還有20座在建。根據(jù)《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線》,2020年國(guó)內(nèi)會(huì)建成100座加氫站,投放5000輛氫燃料電池車,2025年投放5萬(wàn)輛,2030年投放100萬(wàn)輛。
與此同時(shí),上海、廣州、武漢等地則出臺(tái)了鼓勵(lì)氫燃料汽車發(fā)展的細(xì)則。業(yè)內(nèi)人士預(yù)計(jì)2020年氫燃料電池汽車的推廣量將會(huì)超過(guò)5000輛這一目標(biāo)。
因?yàn)樵诋a(chǎn)業(yè)上游,主造商用車發(fā)動(dòng)機(jī)的濰柴,今年正式宣布進(jìn)入氫燃料電池車動(dòng)力系統(tǒng)領(lǐng)域;上海重塑能源生產(chǎn)的動(dòng)力系統(tǒng),被應(yīng)用于500多輛氫燃料電池車中;電堆關(guān)鍵的膜電極,國(guó)內(nèi)企業(yè)鴻基創(chuàng)能新上了10萬(wàn)平米的產(chǎn)能······
步入2018年,氫燃料電池汽車的產(chǎn)業(yè)化速度,明顯正在加快。
但這里需要提到的是, 包括萬(wàn)鋼在內(nèi)的專家們,都不認(rèn)為目前氫燃料電池汽車的發(fā)展會(huì)與純電動(dòng)車發(fā)生矛盾。現(xiàn)任新能源車重大專項(xiàng)專家組組長(zhǎng)歐陽(yáng)明高就表示,“經(jīng)過(guò)多方實(shí)踐,鋰離子電池系統(tǒng)更適合替代汽油機(jī),氫燃料電池系統(tǒng)更適合替代柴油機(jī)。”
這也意味著,在今后的一段時(shí)間內(nèi),乘用車市場(chǎng)依然會(huì)是純電動(dòng)車占主導(dǎo),氫燃料電池汽車進(jìn)入商用車領(lǐng)域來(lái)補(bǔ)充純電動(dòng)車和混動(dòng)車型的不足。并不存在外界所解讀的,國(guó)內(nèi)的新能源車發(fā)展路線出現(xiàn)大轉(zhuǎn)向,純電動(dòng)車要被取代的現(xiàn)象。
結(jié)語(yǔ):邁出新能源車的另一條腿
從十七年前被列入國(guó)家新能源車三縱發(fā)展規(guī)劃以來(lái),氫燃料電池汽車可謂命途多舛。
2018年11月,中國(guó)新能源車銷量中,純電動(dòng)車銷售13.8萬(wàn)臺(tái),混合動(dòng)力車型銷售3.8萬(wàn)天,你甚至看不到氫燃料電池汽車的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。
不過(guò),純電動(dòng)汽車在發(fā)展過(guò)程中,已經(jīng)暴露出了明顯的短板,需要其他品類的新能源車型發(fā)展起來(lái)予以補(bǔ)足。事實(shí)上,這也是十七年前“三縱三橫”規(guī)劃的用意。
尤其是,當(dāng)全球的節(jié)能減排法規(guī)在進(jìn)一步壓榨混合動(dòng)力車型的生存空間,混動(dòng)新能源車前途愈發(fā)不確定的情況下,需要有另一條新能源汽車的“大腿”成長(zhǎng)起來(lái),并且立得住。如此,國(guó)內(nèi)的新能源車產(chǎn)品體系才健全,也能滿足消費(fèi)者和社會(huì)的多種需求。
盡管氫燃料電池汽車在國(guó)內(nèi)的發(fā)展滯后,但從電動(dòng)汽車熱潮中退出的資本與注意力很快會(huì)關(guān)注到這一方向,政策也會(huì)馬上跟上。從這個(gè)角度而言,氫燃料電池車的春天真的來(lái)了。
在文中,萬(wàn)鋼特別提到了氫燃料電池汽車“具有清潔零排放、續(xù)駛里程長(zhǎng)、加注時(shí)間快的特點(diǎn)”,要對(duì)其在“遠(yuǎn)程公交、雙班出租、城市物流、長(zhǎng)途運(yùn)輸”等領(lǐng)域“開(kāi)展區(qū)域商業(yè)化示范運(yùn)營(yíng),加快產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程”。
文章一出,沉寂多時(shí)的氫燃料汽車行業(yè)仿佛看到了發(fā)起沖鋒的號(hào)角,更有好事者解讀稱氫燃料汽車將取代純電動(dòng)車在中國(guó)新能源車體系中的地位。
事實(shí)上,這并不是萬(wàn)鋼第一次倡導(dǎo)發(fā)展氫燃料電池汽車。過(guò)去兩年,他已經(jīng)多次為氫燃料電池發(fā)聲。
那么,氫燃料電池汽車究竟有何本事?它能不能、會(huì)不會(huì)掀翻純電動(dòng)汽車在新能源車中的地位?這個(gè)國(guó)內(nèi)”錯(cuò)過(guò)”的技術(shù)方向,又要如何迎頭趕上?
總理關(guān)注 前科技部長(zhǎng)站臺(tái),氫燃料電池車逆襲了?
氫燃料電池汽車在國(guó)內(nèi)已經(jīng)有相當(dāng)長(zhǎng)的研究歷史,但極其小眾——去年,中國(guó)賣出近了2900萬(wàn)臺(tái)汽車,而氫燃料電池汽車的在國(guó)內(nèi)的總推廣量,還不到2900臺(tái),可謂萬(wàn)中無(wú)一。
真正讓氫燃料電池汽車引起廣泛關(guān)注的,源于今年年中總理的一次訪日行程。今年5月11日,李克強(qiáng)總理造訪豐田北海道工廠,中途,豐田特別展示了一款代表其最高技術(shù)水平的新能源車——氫燃料電池汽車Mirai。
在當(dāng)天的現(xiàn)場(chǎng)圖片中,豐田掌門(mén)人豐田章男扮演主講人角色;日本首相安倍晉三手扶Mirai尾箱,得意之情若隱若現(xiàn);李克強(qiáng)總理雙眼直視車內(nèi),滿臉寫(xiě)著認(rèn)真。
事后,有媒體解讀稱,總理面對(duì)日本領(lǐng)先的新能源技術(shù),“表情凝重”。雖然不乏夸張的成分,但也不是沒(méi)有道理——豐田此次展出的Mirai,不僅是量產(chǎn)車,而且已經(jīng)迭代到了第二版,而國(guó)內(nèi)尚無(wú)一輛投入量產(chǎn)的氫燃料電池乘用車。
同樣是在2018年,剛剛過(guò)去的11月,國(guó)內(nèi)純電動(dòng)汽車一個(gè)月銷量達(dá)到了13.8萬(wàn)臺(tái)。對(duì)比如火如荼的純電動(dòng)汽車大勢(shì),中國(guó)的氫燃料電池汽車發(fā)展是極度滯后的。
而在十七年前,氫燃料電池汽車在中國(guó)發(fā)展新能源汽車的戰(zhàn)略中,其實(shí)地位并不比純電動(dòng)汽車低。
2001年,國(guó)家“863”計(jì)劃電動(dòng)汽車重大專項(xiàng)啟動(dòng),科技部聘任了十三位專家組成重大專項(xiàng)專家組,為中國(guó)新能源汽車的發(fā)展,提出了意義重大的“三縱三橫”總體路線。
其中,“三橫”指多能源動(dòng)力總成控制系統(tǒng)、電機(jī)及其控制系統(tǒng)和電池及其管理系統(tǒng),而“三縱”指的是便是混合動(dòng)力汽車、純電動(dòng)汽車、燃料電池汽車。
可以看出,十七年前的新能源車發(fā)展頂層設(shè)計(jì),是希望混動(dòng)汽車、純電汽車、氫燃料電池汽車三者協(xié)同發(fā)展的。
但隨后因技術(shù)難度、產(chǎn)業(yè)配套、排放法規(guī)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等種種原因,純電動(dòng)汽車脫穎而出,獲得了政策和市場(chǎng)的進(jìn)一步支持,在國(guó)內(nèi)走上了巔峰。最沒(méi)有根基的氫燃料電池汽車,基本上被打入了冷宮。
而在今年李克強(qiáng)總理視察豐田Mirai一事后,業(yè)界對(duì)氫燃料電池汽車的關(guān)注明顯增多。
有一位專家肯定會(huì)為此感到興奮。新能源車重大專項(xiàng)當(dāng)初十三個(gè)專家中,有一位主事氫燃料電池汽車研究,他便是當(dāng)時(shí)專家組的組長(zhǎng),前科技部部長(zhǎng)萬(wàn)鋼。在重大專項(xiàng)中,萬(wàn)鋼作為第一課題負(fù)責(zé)人承擔(dān)了氫燃料電池轎車項(xiàng)目。
萬(wàn)鋼
在純電動(dòng)汽車迎來(lái)飛躍式的發(fā)展時(shí),萬(wàn)鋼仍在不斷強(qiáng)調(diào)應(yīng)適時(shí)發(fā)展氫燃料電池汽車。今年三月卸任科技部部長(zhǎng)后,萬(wàn)鋼更是頻繁在公開(kāi)場(chǎng)合露面——六月、十一月,萬(wàn)鋼在“氫能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展論壇”和政協(xié)雙周協(xié)商座談會(huì)上都為氫燃料電池站臺(tái)。
而最近的一次,則是萬(wàn)鋼親自在人民日?qǐng)?bào)上發(fā)文聲援。
在總理“關(guān)懷”與前科技部長(zhǎng)不遺余力的支持下,氫燃料電池在2018年獲得了多次媒體關(guān)注的高峰。
截至今年12月,國(guó)內(nèi)《新能源車推薦目錄》上共計(jì)出現(xiàn)70余款氫燃料電池車型,相比去年增長(zhǎng)超過(guò)200%。
與此同時(shí),上海、廣州、武漢、西安、杭州等十余座城市都已出臺(tái)政策支持氫燃料電池汽車發(fā)展。
而資料顯示,氫能源小鎮(zhèn)與產(chǎn)業(yè)園、氫燃料電池整車、上游原材料項(xiàng)目等等,今年國(guó)內(nèi)面向氫能源的投資規(guī)劃已經(jīng)超過(guò)了2000億元!
一時(shí)間,氫燃料電池汽車走出冷宮,走向臺(tái)前。那么,“逆襲”的氫燃料電池汽車,到底優(yōu)秀在哪里?
續(xù)航充電吊打純電動(dòng)車 但銷量尷尬了
如今市面上見(jiàn)得著的氫燃料電池汽車,都采用了質(zhì)子交換膜技術(shù)路線,通過(guò)一張電解質(zhì)薄膜將氫氣分離為氫離子與電子,氫離子穿過(guò)薄膜與氧結(jié)合生成水,而電子則繞道形成定向運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生電流。
應(yīng)用該技術(shù)推進(jìn)的汽車,堪稱環(huán)保的典范,這種車排出的“尾氣”——實(shí)質(zhì)是水,甚至可以直接飲用。
從萬(wàn)鋼先生的工作經(jīng)歷來(lái)看,他對(duì)氫燃料電池汽車顯然是有感情的(值得一提的是,他在學(xué)校期間的專業(yè)方向是內(nèi)燃機(jī)),但讓萬(wàn)鋼在洶涌的純電動(dòng)大潮中堅(jiān)持為氫燃料電池汽車發(fā)聲,除了情感,還有諸多對(duì)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的深度思考。
眾所周知,純電動(dòng)汽車雖然環(huán)保,但其續(xù)航里程與充電時(shí)間成為現(xiàn)今燃油車車主普遍詬病的問(wèn)題。
眼下,國(guó)內(nèi)最優(yōu)秀的純電動(dòng)汽車NEDC續(xù)航里程剛剛超過(guò)500公里,為了達(dá)到這一續(xù)航,車輛往往要搭載500-600公斤的電池組。并且,NEDC續(xù)航由于測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)定得較松,在實(shí)際使用中續(xù)航里程常常會(huì)打個(gè)7-8折,如果面對(duì)的是高速工況,則里程衰減更多。
而在充電時(shí)間上,大部分純電動(dòng)車即使使用快充,理想情況下也需要40分鐘才能將電池充到一個(gè)高容量(80%),更不用提,中國(guó)新能源車的車樁比剛剛突破4:1,無(wú)自有樁車主常常遭遇找樁難。
而氫燃料汽車能夠很好地解決這兩個(gè)問(wèn)題。
在續(xù)航問(wèn)題上,氫燃料的能量密度遠(yuǎn)高于鋰電池——目前在單位體積下到達(dá)了后者的7倍。
以豐田的Mirai為例,它用兩個(gè)共130L容積的圓瓶只裝載了5公斤氫,驅(qū)動(dòng)1.8噸的車體,但EPA續(xù)航里程已經(jīng)超過(guò)了500公里,效率遠(yuǎn)超鋰離子電池。
豐田Mirai
在充電問(wèn)題上——對(duì)氫燃料電池汽車來(lái)說(shuō)是加氫,其整個(gè)過(guò)程與加油大致相同,只需3-5分鐘。而對(duì)于純電動(dòng)車來(lái)說(shuō),特斯拉的超充要滿電需要近1.5個(gè)小時(shí),就算是拼速度的換電路線,在蔚來(lái)的實(shí)際操作中,也被證明實(shí)際需要10-20分鐘。
需要注意的是,純電動(dòng)車面臨的續(xù)航里程(實(shí)質(zhì)是電池能量密度問(wèn)題)與充電時(shí)間問(wèn)題,由于物理規(guī)律的限制,未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)都很難得到飛躍性的突破。
而氫燃料電池汽車相當(dāng)于結(jié)合了燃油車的長(zhǎng)續(xù)航、補(bǔ)能便利與純電動(dòng)車的零排放優(yōu)點(diǎn),可謂完美。因此,在很多業(yè)界人士看來(lái),氫能源汽車是新能源車的終極路線。
堅(jiān)持發(fā)展氫燃料電池汽車,也就被賦予了搶奪新能源技術(shù)制高點(diǎn)的戰(zhàn)略意義。
然而,即便放眼全球,氫燃料汽車在乘用車市場(chǎng)上,其份額也小得可憐。市面上真正的氫燃料電池汽車只有豐田的Mirai、本田的Clarity、現(xiàn)代的ix35(現(xiàn)已更新為NEXO),去年一年的總銷量不超過(guò)6000臺(tái)。
可以說(shuō),到目前為止,全球車企在氫燃料電池乘用車上的商業(yè)探索,是失敗的。原因無(wú)他——氫燃料電池轎車帶來(lái)的好處,不足以抵消其購(gòu)置成本與使用成本。
豐田Mirai在日本售價(jià)約35萬(wàn)人民幣,本田的Clarity補(bǔ)貼前售價(jià)也超過(guò)了40萬(wàn)人民幣——甚至害怕因?yàn)樘F賣不出去,本田對(duì)部分車輛采用了只租不賣的推廣方式。
本田Clarity
而在需要加氫的時(shí)候,日本的氫燃料電池車主會(huì)發(fā)現(xiàn),分布在全日本的加氫站,沒(méi)有超過(guò)100個(gè),這意味著其開(kāi)車的活動(dòng)半徑是高度受限的。而氫燃料電池乘用車用氫的長(zhǎng)期成本,也不如純電動(dòng)車低廉的電價(jià)。
比便利性,氫燃料電池乘用車不如燃油車或者混動(dòng)車——本田自家的雅閣銳混動(dòng)車型,可是開(kāi)出了一箱油1000公里的極限續(xù)航,而且還能隨處加油;比長(zhǎng)期用車成本,氫燃料電池車又比不過(guò)經(jīng)濟(jì)型的純電動(dòng)車——同樣是日本的新能源車,日產(chǎn)的純電動(dòng)車聆風(fēng)累計(jì)銷量就已經(jīng)超過(guò)了20萬(wàn)臺(tái)。
原本是想結(jié)合燃油車與純電動(dòng)車優(yōu)點(diǎn)的氫燃料電池乘用車,反而體現(xiàn)出了相對(duì)兩者的劣勢(shì),被夾在中間艱難求生。
是豐田、本田們的技術(shù)不過(guò)硬?未必見(jiàn)得。
實(shí)際上,兩者所掌握的氫燃料電池技術(shù)已經(jīng)完全可以滿足產(chǎn)業(yè)化的需求,但一上場(chǎng)就選擇進(jìn)入乘用車市場(chǎng),并非一個(gè)明智的選擇。
氫燃料電池乘用車補(bǔ)充氫氣,不可能像充電樁一樣安裝在家中,因此它對(duì)加氫站的需求,如同加油站一般,要足夠多、足夠密集。
然而,氫氣的運(yùn)輸與存儲(chǔ)成本一直居高不下,建設(shè)一個(gè)加氫站的成本是一個(gè)加油站成本的5倍。而全球一年氫燃料電池汽車銷量不足6000臺(tái)的情況下,目前一個(gè)加氫站一年服務(wù)的車輛有沒(méi)有500車次都是問(wèn)題,它們普遍處于虧損狀態(tài)。
建一個(gè)虧一個(gè)的加氫站,政府與企業(yè)自然不愿多建。
于是,一個(gè)典型的雞與蛋問(wèn)題誕生了——相關(guān)方看不到加氫站的盈利預(yù)期,造成加氫站建設(shè)不足;消費(fèi)者在承受昂貴車價(jià)的同時(shí)還面臨加氫的麻煩,拿不出動(dòng)力購(gòu)買(mǎi)氫燃料電池車型。
豐田Mirai、本田Clarity們銷量上不去,便可以理解了。
商用車優(yōu)先——氫燃料電池汽車的中國(guó)道路
轉(zhuǎn)頭再看國(guó)內(nèi),雖然2001年就把氫燃料電池車的發(fā)展寫(xiě)入了規(guī)劃中,但國(guó)內(nèi)乘用車企在氫燃料電池汽車商業(yè)化上的成就目前為零。
在六月的一次論壇中,萬(wàn)鋼從技術(shù)指出了國(guó)內(nèi)與國(guó)外的差距:
1、國(guó)內(nèi)車企在氫燃料電池電堆體積功率上平均水平為2KW/L,Mirai已超過(guò)3KW/L。
2、氫燃料電池車的關(guān)鍵催化劑鉑金,國(guó)外最先進(jìn)技術(shù)的用量只需要國(guó)內(nèi)的五分之一。
3、最關(guān)鍵的膜電極,國(guó)外的產(chǎn)品壽命能做到國(guó)內(nèi)的三倍——9000個(gè)小時(shí)。
4、國(guó)外的空氣壓縮機(jī)效率更高,而這直接影響到電堆的效率與功率輸出。
顯然,在氫燃料電池乘用車上追趕日本的技術(shù),難度很大,并且就算追上了,面臨的也是慘淡的市場(chǎng)。因此,技術(shù)不成熟的情況下,不如把乘用車推廣氫燃料電池的腳步緩一緩。
結(jié)合國(guó)內(nèi)早期借助公交推廣純電動(dòng)車的經(jīng)驗(yàn),一條發(fā)展中國(guó)式氫燃料電池汽車的路線出現(xiàn)在了眼前——從商用車開(kāi)始切入。
此時(shí),商用車已經(jīng)開(kāi)始了電動(dòng)化的腳步——一方面排放法規(guī)愈發(fā)收緊,高排放的柴油機(jī)需要被替換;另一方面電價(jià)低廉,又有助于降低運(yùn)營(yíng)成本。
然而,動(dòng)力電池的低能量密度卻成為了商用車們的心病。以國(guó)內(nèi)某款30座的8米純電動(dòng)大巴為例,在搭載95KWh電池的情況下,其續(xù)航里程僅為115公里。
并且,在電池能量密度沒(méi)有飛躍式突破的時(shí)候,堆電池是無(wú)效的——增加的電池容量,絕大多數(shù)都將被用于運(yùn)載電池自身。因此,對(duì)續(xù)航里程有硬性要求的遠(yuǎn)途運(yùn)輸,目前是純電動(dòng)車型的禁區(qū)。
而這恰恰是氫燃料電池的用武之地,商用車的兩個(gè)特性完美契合了其特點(diǎn)與發(fā)展需求。
1、商用車體積更大,可以裝載更多的氫,最大限度發(fā)揮氫能量密度高的優(yōu)勢(shì),獲得超長(zhǎng)的續(xù)航里程。
2、商用車的運(yùn)營(yíng)路線與時(shí)間通常比較固定,對(duì)加氫站的密度沒(méi)有要要求,對(duì)于集群的業(yè)務(wù),還能以一個(gè)站滿足一支氫燃料電池商用車隊(duì)的需求。
目前,在國(guó)內(nèi)的氫燃料電池汽車行業(yè)環(huán)境中,也確實(shí)是商用車企業(yè)在帶頭:宇通、福田已經(jīng)有小批量的氫燃料電池公交車進(jìn)入市場(chǎng),上汽大通的商用車開(kāi)啟了載人試運(yùn)營(yíng),而東風(fēng)、一汽、陜汽也在打造自家的氫燃料電池車型。
福田氫燃料電池車型
今年,國(guó)內(nèi)累計(jì)的氫燃料電池商用車剛剛突破1200輛——這個(gè)數(shù)字看上去不值一提。但行業(yè)人士向車東西分析,氫燃料電池汽車當(dāng)前的形勢(shì),很像2011-2012年的純電動(dòng)車發(fā)展,都是商用車領(lǐng)頭,背后基礎(chǔ)設(shè)施與產(chǎn)業(yè)鏈成熟速度加速。
2018年,國(guó)內(nèi)投入使用的加氫站為13座,還有20座在建。根據(jù)《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線》,2020年國(guó)內(nèi)會(huì)建成100座加氫站,投放5000輛氫燃料電池車,2025年投放5萬(wàn)輛,2030年投放100萬(wàn)輛。
與此同時(shí),上海、廣州、武漢等地則出臺(tái)了鼓勵(lì)氫燃料汽車發(fā)展的細(xì)則。業(yè)內(nèi)人士預(yù)計(jì)2020年氫燃料電池汽車的推廣量將會(huì)超過(guò)5000輛這一目標(biāo)。
因?yàn)樵诋a(chǎn)業(yè)上游,主造商用車發(fā)動(dòng)機(jī)的濰柴,今年正式宣布進(jìn)入氫燃料電池車動(dòng)力系統(tǒng)領(lǐng)域;上海重塑能源生產(chǎn)的動(dòng)力系統(tǒng),被應(yīng)用于500多輛氫燃料電池車中;電堆關(guān)鍵的膜電極,國(guó)內(nèi)企業(yè)鴻基創(chuàng)能新上了10萬(wàn)平米的產(chǎn)能······
步入2018年,氫燃料電池汽車的產(chǎn)業(yè)化速度,明顯正在加快。
但這里需要提到的是, 包括萬(wàn)鋼在內(nèi)的專家們,都不認(rèn)為目前氫燃料電池汽車的發(fā)展會(huì)與純電動(dòng)車發(fā)生矛盾。現(xiàn)任新能源車重大專項(xiàng)專家組組長(zhǎng)歐陽(yáng)明高就表示,“經(jīng)過(guò)多方實(shí)踐,鋰離子電池系統(tǒng)更適合替代汽油機(jī),氫燃料電池系統(tǒng)更適合替代柴油機(jī)。”
這也意味著,在今后的一段時(shí)間內(nèi),乘用車市場(chǎng)依然會(huì)是純電動(dòng)車占主導(dǎo),氫燃料電池汽車進(jìn)入商用車領(lǐng)域來(lái)補(bǔ)充純電動(dòng)車和混動(dòng)車型的不足。并不存在外界所解讀的,國(guó)內(nèi)的新能源車發(fā)展路線出現(xiàn)大轉(zhuǎn)向,純電動(dòng)車要被取代的現(xiàn)象。
結(jié)語(yǔ):邁出新能源車的另一條腿
從十七年前被列入國(guó)家新能源車三縱發(fā)展規(guī)劃以來(lái),氫燃料電池汽車可謂命途多舛。
2018年11月,中國(guó)新能源車銷量中,純電動(dòng)車銷售13.8萬(wàn)臺(tái),混合動(dòng)力車型銷售3.8萬(wàn)天,你甚至看不到氫燃料電池汽車的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。
不過(guò),純電動(dòng)汽車在發(fā)展過(guò)程中,已經(jīng)暴露出了明顯的短板,需要其他品類的新能源車型發(fā)展起來(lái)予以補(bǔ)足。事實(shí)上,這也是十七年前“三縱三橫”規(guī)劃的用意。
尤其是,當(dāng)全球的節(jié)能減排法規(guī)在進(jìn)一步壓榨混合動(dòng)力車型的生存空間,混動(dòng)新能源車前途愈發(fā)不確定的情況下,需要有另一條新能源汽車的“大腿”成長(zhǎng)起來(lái),并且立得住。如此,國(guó)內(nèi)的新能源車產(chǎn)品體系才健全,也能滿足消費(fèi)者和社會(huì)的多種需求。
盡管氫燃料電池汽車在國(guó)內(nèi)的發(fā)展滯后,但從電動(dòng)汽車熱潮中退出的資本與注意力很快會(huì)關(guān)注到這一方向,政策也會(huì)馬上跟上。從這個(gè)角度而言,氫燃料電池車的春天真的來(lái)了。