在新能源汽車日益受關注的今天,氫燃料電池或許是最被人們看好的“未來動力”,續(xù)航里程長、使用過程環(huán)保清潔、動力強勁都是其得天獨厚的優(yōu)勢。然而,在氫燃料電池汽車的商業(yè)化過程中,我們仍面臨著很多的問題,面對這些問題,我們最重要的是用行動去解決問題而不是疑惑?;蛟S氫燃料電池的大規(guī)模商業(yè)化離我們尚遠,但是我們不能畏難不前。

多家車企推動加氫站建設 燃料電池推廣問題仍多
1885年,德國人卡爾·本茨研制出世界上第一輛馬車式三輪汽車,至今已有130年時間了。這130年間,人類經歷了兩次世界大戰(zhàn)、冷戰(zhàn)、蘇聯(lián)解體等改變世界格局的歷史事件,科學技術亦同時在這些歷史事件中突飛猛進,汽車技術也不例外。但作為每一輛車的動力源——發(fā)動機,卻依然和一百多年前一樣主要使用著汽油柴油作為燃料,我們不禁要問,在科學技術日新月異的今天,難道就沒有比汽油機柴油機更好的選擇嗎?
當然不是,對這個問題,目前大部分廠家選擇了純電動作為答案,但純電動車畢竟還面臨著很多問題,比如充電問題,比如續(xù)航問題,這些都意味著純電動車注定只是在汽車動力系統(tǒng)進化路上的一個過渡。那么,真正的未來動力是什么?
其實這個答案,早在90年代末期就已經有了,那就是氫燃料電池。早在80年代初期,奔馳便已經開始了對氫燃料電池的研發(fā),但后來因當時工藝和技術條件限制,只能不了了之,隨著科技的發(fā)展,最近兩年,氫燃料電池又再次出現(xiàn)在媒體的聚光燈下,那么,到底什么是氫燃料電池呢?這種技術為何能成為汽車的未來動力?
氫氧燃料電池汽車,在我國的定義是“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生的電能作為主要動力源的汽車”。氫氧燃料電池的充電方式其實就是加注氫,形式上和加油較為類似,不過氫氧燃料電池則要環(huán)保得多。該電池工作原理是氫氣和氧氣經過離子膜發(fā)生化學反應釋放電子,產生電能,從而代替汽油發(fā)動機發(fā)電,最終驅使電動馬達帶領車輛前進,而由于化學反應的產物只有水沒有二氧化碳,可以認為是一種相當清潔的能源。
其實工作原理上很簡單,就是把電解水這個過程反過來就行了,但氫燃料電池技術的真正難點還有很多,首先,燃料電池本體需要輸出非常大的電流,這對于整個“反電解”過程的每一步都提出了非常高的要求。相比內燃機或者傳統(tǒng)鋰電池車,這需要高得多的技術儲備和研發(fā)能力。這點,讓素以黑科技著稱的奔馳和本田,足足研究了30多年才得出成熟的解決辦法。而據知,寶馬同樣在研究了很長時間后,今年才拿出了成果。
除此之外,氫燃料電池車還面臨著另外一個大問題:氫的儲存。在這類車中,氫是以液態(tài)的形態(tài)儲存在儲氫罐中,液態(tài)氫的表面張力非常大,而且相比汽油要更加易燃,爆炸威力更高。因此,對儲氫罐的安全性研究,一直是一個大難題。當前,包括寶馬、奔馳、豐田、本田、通用在內的少數(shù)廠商,已經初步解決了儲氫罐在遇到事故情況下的安全性問題,但目前阻礙燃料電池車商業(yè)化推廣的,還有一個很大的問題——加氫站的建設。
為解決這個問題,現(xiàn)在,眾多車企均開始規(guī)劃建設大型加氫站。包括奔馳、寶馬、豐田在內的8家車企規(guī)劃建設“加氫站”,完善基礎配套設施,以便于燃料電池車的推廣。這些車企還選擇互相組成戰(zhàn)略聯(lián)盟的形式,共同建設完善的燃料電池車“補給站”,從而解決制約氫能源車發(fā)展和推廣的問題。
日系車企聯(lián)合投資建“加氫站”
據了解,年內豐田、本田以及日產三大日系車企將聯(lián)手投資4892萬美元(約合3億元人民幣),在日本建設氫燃料電池補給站,計劃在2016年擴充至100個,每個加氫站的建設成本約500萬美元(約合3105萬人民幣),其中50%的建設費用將由政府予以補貼,30%由三家車企承擔,其余20%的建設費用將由日本其他企業(yè)贊助。
現(xiàn)代汽車規(guī)劃普及加氫站
最早實現(xiàn)氫燃料電池車量產的現(xiàn)代集團,規(guī)劃克服制約燃料電池車銷量增長緩慢的因素,將開始全面建設配套補給設施,并在全球范圍內推廣。在目前推廣度最高的美國、韓國等國家,現(xiàn)代集團都將聯(lián)合地方政府,建設大型的加氫站,用于推廣旗下的燃料電池車ix35FCEV。
寶馬聯(lián)合車企/政府建加氫站
同樣將燃料電池車列為未來“終極能源車”進行研發(fā)的寶馬,在氫燃料電池車的配套設施建設方面,也已開始加速開展布局。網通社從寶馬獲悉:目前寶馬公司正在與更多車企、中央/地方政府進行溝通,希望聯(lián)合推動加氫站的建設。此前,寶馬與豐田已簽署了共同研發(fā)燃料電池系統(tǒng)的合作協(xié)議,共同打造氫能源車。據了解,首款寶馬與豐田聯(lián)合研發(fā)的氫燃料電池車將在本月進行路試。
戴姆勒聯(lián)手石油、天然氣企業(yè)建加氫站
德國戴姆勒公司(梅賽德斯—奔馳母公司)計劃生產極具競爭力的氫燃料電池車,自2013年起便與日產、福特兩家車企達成戰(zhàn)略聯(lián)盟協(xié)議,共同開發(fā)氫燃料電池車。同時在德國本土,戴姆勒公司也在積極開展燃料電池車配套設施的建設,并與林德、道達爾(TOTAL)等石油和天然氣公司建立深度合作,共同建設氫燃料補給站?,F(xiàn)階段,戴姆勒已為10座加氫站投入資金達1000萬歐元(約合6800萬人民幣)。據了解,年底德國本土在聯(lián)邦交通部的支持下用以支持氫燃料電池車的補給站計劃達到50家。
上汽集團攜手大眾集團建加氫站
目前在中國的加氫站僅有兩家,分別位于上海和北京。國內自主車企上海汽車,為推廣氫燃料電池車也需要完善配套設施的建設。此前,上汽集團與德國大眾集團曾聯(lián)合聲明,將加速兩國的氫動力配套設施的建設,從而實現(xiàn)雙方在燃料電池車領域的普及應用?,F(xiàn)階段,國內建設的加氫站,單站投資規(guī)劃便達到4000萬元人民幣。目前發(fā)展最為迅速的美國市場,公共加氫站也僅有十余個,縱然進一步擴展燃料電池的配套設施,規(guī)模最小也要投入1000萬元人民幣。
日前,國內為推廣氫燃料電池汽車,中央財政安排基金對加氫站進行補貼,對符合國家技術標準每天加氫不少于200公斤的加氫站,將給予400萬元的補貼。與日本、美國的政府扶持力度相比,中國市場在氫燃料配套設施的扶持力度上依然有待提升。而氫燃料電池在中國的商業(yè)化過程,則有更長的路要走。
清華大學教授、國家“863”計劃節(jié)能與新能源汽車重大項目總體專家組組長、電動汽車百人會執(zhí)行副理事長歐陽明高在會上指出,目前燃料電池技術正處于從研發(fā)到商業(yè)化的轉折區(qū),重要的是行動而不是疑惑。
歐陽明高指出,中國新能源客車是全球燃料電池技術的最佳應用。他認為,目前在中國進行燃料電池轎車、家用轎車商業(yè)化依然存在困難,實現(xiàn)燃料電池汽車局部的商業(yè)化突破,關鍵是要在協(xié)同創(chuàng)新、技術集成、國際合作以及金融支持這四個方面開展工作。“目前燃料電池技術正處于從研發(fā)到商業(yè)化的轉折區(qū),重要的是行動而不是疑惑。”
中國燃料電池領域唯一的工程院院士、中國電動汽車百人會學術委員會委員衣寶廉認為,從國際上來看燃料電池汽車已經進入商業(yè)化的誘導期,燃料電池車用主要問題基本解決。限制燃料電池車大規(guī)模商業(yè)化的問題有兩件事情,一個是加氫站的建設,一個是進一步提高燃料電池的可靠性和耐久性,同時降低貴金屬鉑的用量。
工業(yè)和信息化部裝備司副司長瞿國春指出,作為我們汽車行業(yè)的管理部門、產業(yè)部門會支持燃料電池技術在中國應用和產業(yè)化。國務院發(fā)布了中國制造2025,制造業(yè)由大變強必須強占制高點。希望中國生產的燃料電池汽車早日實現(xiàn)使用,讓廣大老百姓受益。
國家能源局電力司副司長童光毅透露,《電動汽車基礎設施規(guī)劃》已具備出臺條件,預計今年七月有望正式出臺。同時,《電動汽車充電設施建設指導意見》目前正在編制過程中。還指出,未來將成立電動汽車充電基礎設施聯(lián)盟,以推進基礎設施在全國各地的建設和應用。
科技部高新司能源處孫鴻航指出,目前我國氫能源處于發(fā)展初期階段,在技術、相關政策和產業(yè)環(huán)境方等面都存在很大挑戰(zhàn)。因此,真正促進氫能和燃料電池的發(fā)展需要通過技術、產業(yè)、市場政策的共同推動和努力。他提到,近期科技部會同有關部門共同推進國家科技技術管理改革工作,部署國家一系列重點專項的規(guī)劃和布局工作,對氫燃料電池進行規(guī)劃和部署。其中交通領域已率先啟動了電動汽車試點專項,包括燃料電池汽車、純電動、混合動力以及相關的三縱三橫技術、平臺技術都進行了統(tǒng)籌的規(guī)劃和部署??稍偕茉磁c氫能作為重點專項之一進行規(guī)劃和布局實施方案將于下半年公布,第一批關于氫能的指南也會公布。
可以預知,在未來,氫燃料電池車將會取代內燃機成為未來汽車的主要動力,但在美國發(fā)現(xiàn)大規(guī)模頁巖氣田、歐佩克不斷降價的情況下,燃料電池還會受到來自原油輸出國和天然氣的強烈競爭,但其前途依然光明。我國需要克服眾多技術上和政策上的困難,才能有所進步?;蛟S實際大規(guī)模商業(yè)化應用離我們尚為遙遠,但是在可以預見的明天,氫燃料電池汽車將會逐漸成為中國街頭巷尾最常見的交通工具。









