汽車企業(yè)加大研發(fā)力度 氫燃料電池汽車市場化加快

在今年北京國際車展上，豐田、本田、現(xiàn)代以及上汽等企業(yè)競相展示最新研制的氫燃料電池車型，成為近80輛新能源展車中一道亮麗的風景線。

專家表示，相關(guān)汽車企業(yè)近年來持續(xù)投入，加大氫燃料電池汽車研發(fā)力度，使得整車成本顯著下降，性能指標已接近商業(yè)化水平，作為新能源汽車重要組成部分的氫燃料電池汽車市場化進程正在加快。

氫燃料電池汽車加快市場化

大連新源動力股份有限公司總工程師侯中軍表示，氫燃料電池汽車的發(fā)展已從技術(shù)突破推進到目前的“降成本”階段。目前氫燃料電池生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)成熟，2016-2020年將是氫燃料電池汽車的市場導(dǎo)入期。2020年以后，氫燃料電池汽車將完全商業(yè)化。

與傳統(tǒng)汽車相比，氫燃料電池汽車具有零排放或近似零排放，減少機油泄露帶來的水污染，減少溫室氣體的排放，提高燃油經(jīng)濟性，提高發(fā)動機燃燒效率，運行平穩(wěn)、無噪聲等諸多優(yōu)點。氫燃料電池汽車通過氫氣和空氣中的氧氣發(fā)生化學反應(yīng)產(chǎn)生的電帶動發(fā)動機運轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動汽車行駛。與電動汽車利用已儲存的電量驅(qū)動汽車行駛不同，氫燃料電池汽車一邊發(fā)電一邊行駛，在行駛過程中僅排出水，不會產(chǎn)生污染空氣的有害氣體。此外，氫氣的能源密度是車載鋰離子電池10倍，充一次氫氣可以行駛更長距離，燃料電池的能量轉(zhuǎn)換效率比內(nèi)燃機要高2-3倍。

據(jù)專家介紹，氫燃料電池汽車不僅清潔，而且重量輕、加氣快速。如一輛車蓄時里程400公里，僅需50千瓦的燃料電池堆，大約加5公斤的氫氣。同時，氫燃料電池還能解決純電動汽車充電時間長的問題，如奔馳目前研發(fā)的氫燃料電池車型基于B級F-Cell，動力系統(tǒng)由戴姆勒、雷諾—日產(chǎn)和福特共同研發(fā)，采用的碳纖維氫氣罐3分鐘內(nèi)就可以加滿氣。

侯中軍表示，近兩年來，國際上氫燃料電池技術(shù)突破很快，主要體現(xiàn)在：一是壽命問題已經(jīng)解決，主流水平都可以免維護運行5000小時，UTC、豐田可達1萬小時，相當于汽車終生免維護。二是低溫性能得到解決，某品牌氫燃料電池汽車在北極測試已經(jīng)沒有問題。三是材料體系獲得突破，如催化劑用量大幅減少，極板已經(jīng)從第一代碳板發(fā)展到第二代超薄超輕不銹鋼板，儲氫裝置安全、加氫高壓槍、氫氣純度問題已經(jīng)解決。

“氫燃料電池汽車已具備一定的商業(yè)化條件，即燃料電池堆和氫氣罐兩個關(guān)鍵總成部件已有產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)。”中國汽車工業(yè)協(xié)會副秘書長許艷華認為。氫燃料電池汽車市場的真正啟動必須要同時具備3個條件：車輛成本大大降低； 市場因素(如高油價等)或政府政策為零排放車輛提供明顯優(yōu)惠；加氫網(wǎng)絡(luò)建設(shè)足以滿足燃料電池車輛日常的使用需求。

國內(nèi)企業(yè)應(yīng)奮起直追

國家863“節(jié)能與新能源汽車”重大項目監(jiān)理咨詢專家組組長王秉剛表示，氫燃料電池設(shè)計壽命要達到5000小時才能達到產(chǎn)業(yè)化目標要求，國內(nèi)相關(guān)企業(yè)氫燃料電池的穩(wěn)定壽命還在2000小時左右，而國際先進技術(shù)已經(jīng)可以達到8000小時左右。此外，氫燃料電池汽車成本過高是全球汽車企業(yè)需要共同面對的問題，我國在這一領(lǐng)域也被拉開較大差距。

許艷華認為，目前國內(nèi)氫燃料電池汽車發(fā)展與日本、美國、歐洲還有相當?shù)牟罹?。就產(chǎn)品準備階段而言，國內(nèi)基本處于樣品開發(fā)階段，工程化開發(fā)還處于起步階段；就續(xù)駛里程、耗氫量、低溫性、壽命等關(guān)鍵技術(shù)指標看，與國際領(lǐng)先企業(yè)至少有30%差距；氫燃料電池電堆、儲氫罐產(chǎn)業(yè)化條件基本不具備，而且國家層面目前沒有加氫站建設(shè)規(guī)劃；從汽車企業(yè)開展研發(fā)情況看，上汽有約300人的研發(fā)團隊，近幾年每年約1億元的開發(fā)投入，并已形成一定的電堆、氫燃料電池系統(tǒng)開發(fā)能力。還有企業(yè)以少量投入開展一些基礎(chǔ)技術(shù)研究，但大部分企業(yè)并未進行氫燃料電池汽車的研究開發(fā)。

據(jù)了解，早在2000年左右科技部就開始對國內(nèi)氫燃料電池汽車基礎(chǔ)技術(shù)的研發(fā)給予支持，北京奧運會期間已有少量示范運行車輛投入使用。2012年，同濟大學、清華大學、中科院大連物理化學研究所、上汽、一汽等發(fā)起成立了中國燃料電池汽車技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，旨在集中燃料電池汽車研發(fā)和生產(chǎn)的優(yōu)勢力量，早日攻克相關(guān)核心及瓶頸技術(shù)，加快我國燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化進程。而在《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012-2020年）》中也明確提出，“燃料電池汽車、車用氫能源產(chǎn)業(yè)與國際同步發(fā)展”。

有跡象表明，國內(nèi)相關(guān)企業(yè)正在加快氫燃料電池汽車的研發(fā)和推廣步伐。

今年3月底，上汽與德國大眾簽署聯(lián)合聲明，雙方將開展氫燃料電池技術(shù)合作，并聯(lián)合上海大眾汽車加快插電式混合動力汽車的產(chǎn)業(yè)化步伐。

在今年北京國際車展上，上汽發(fā)布了榮威950插電式氫燃料電池轎車。該車搭載有兩個700bar氫氣瓶，其氫氣儲量可達4.34公斤，最大續(xù)航里程為400公里。通過優(yōu)化車輛啟動系統(tǒng)，即使在零下20℃的環(huán)境中，該車依舊可以正常啟動與行駛。

許艷華表示，從國內(nèi)氫燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀看，需要奮起直追才有可能保持與國際先進水平同步發(fā)展。對此，許艷華建議，國內(nèi)有基礎(chǔ)、有條件的企業(yè)要把氫燃料電池汽車作為長期戰(zhàn)略，要加大投入，要有專業(yè)團隊，加快工程化開發(fā)進程；加強企業(yè)、院校、研究機構(gòu)間合作，特別是國際合作，積極參與相關(guān)國際標準的制定；政府相關(guān)部門應(yīng)積極推動氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，包括對電堆、氫氣罐等關(guān)鍵總成部件產(chǎn)業(yè)化支持，同時對加氫站的建設(shè)要有系統(tǒng)和長期的考慮，有計劃、有步驟地在公共交通領(lǐng)域、特大型城市（如北上廣等）開展示范運行，積極引導(dǎo)氫燃料電池汽車的發(fā)展。

跨國車企布局

近年來，豐田與寶馬、戴姆勒與福特及日產(chǎn)雷諾、本田與通用紛紛組成聯(lián)盟，加快新一代氫燃料電池汽車研發(fā)。許艷華認為，這些跨國汽車企業(yè)建立氫燃料電池汽車發(fā)展聯(lián)盟無外乎有兩點考慮，一是技術(shù)上的互補和大幅降低各自開發(fā)成本，二是共享關(guān)鍵部件的供應(yīng)商資源。

與此同時，德國、美國、日本等國家都在實施氫能產(chǎn)業(yè)化未來規(guī)劃，重點發(fā)展氫燃料電池汽車和公路加氫站。在各國政府的扶持和產(chǎn)業(yè)的推動下，寶馬、通用、豐田等全球主要汽車企業(yè)都已提前做好技術(shù)儲備。

在今年北京國際車展上，豐田展出了一款FCV概念車——搭載氫燃料電池的純電動車型。豐田計劃2015年在日本、美國和歐洲市場上市一款新的燃料電池汽車，并希望該車型的年銷量到2020年可以超過1萬輛。

而本田正在開發(fā)的一款氫燃料電池汽車預(yù)計2015年上市，該車充滿一次氫氣可以行駛約310英里（約500公里），是目前純電動汽車行駛里程的兩倍，本田給其設(shè)定的銷售目標為5年內(nèi)售出5000輛，銷售目標市場主要在日本、美國和歐洲；梅賽德斯—奔馳汽車計劃在2017年推出一款全新氫燃料電池車；現(xiàn)代也正在打造全新ix35氫燃料電池汽車，該車預(yù)計2014年量產(chǎn)上市。

業(yè)內(nèi)認為，氫燃料電池是非常好的現(xiàn)代汽車能源解決方案。目前，在德國、美國、日本等汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)達的國家，氫燃料電池汽車已經(jīng)開始布局。