氫燃料電池的優(yōu)勢(shì)和成本問(wèn)題解析

4月4日，美股氫燃料板塊領(lǐng)頭羊普拉格能源(PLUG)宣布，該公司已收購(gòu)ReliOn資產(chǎn)，后者是總部位于美國(guó)華盛頓州的氫燃料電池組技術(shù)和燃料電池系統(tǒng)開(kāi)發(fā)企業(yè)。六天前，上汽集團(tuán)與大眾剛剛在德國(guó)簽署了聯(lián)合聲明，開(kāi)展燃料電池技術(shù)合作。日本兩大車(chē)企豐田和本田也相繼宣布，將于2015年開(kāi)辟新的“戰(zhàn)場(chǎng)”——將其開(kāi)發(fā)的燃料電池車(chē)正式推向市場(chǎng)，每款產(chǎn)品計(jì)劃年銷(xiāo)量為1000輛。氫燃料電池一夜之間重回大眾視野。

氫燃料電池更具優(yōu)勢(shì)

上汽是目前國(guó)內(nèi)真正在進(jìn)行氫能源研發(fā)的汽車(chē)廠(chǎng)商?！皻淠茉雌?chē)是新能源汽車(chē)的終極目標(biāo)?！?

上汽新能源及技術(shù)管理部總經(jīng)理干頻認(rèn)為，因?yàn)榕c日前炙手可熱的純電動(dòng)車(chē)相比，氫燃料電池能解決純電動(dòng)車(chē)存在的重量過(guò)重，穩(wěn)定性差等問(wèn)題。而隨著氫來(lái)源問(wèn)題得到解決后,氫燃料電池汽車(chē)將最終取代純電動(dòng)汽車(chē)。

“混合動(dòng)力是短期目標(biāo)，純電動(dòng)車(chē)是中期目標(biāo)，而氫燃料電池是新能源汽車(chē)的終極目標(biāo)。是上汽早在新能源汽車(chē)“十二五”規(guī)劃中就確定的內(nèi)容。

干頻在一次內(nèi)部講話(huà)中認(rèn)為，特斯拉有革命性的一面，但根本算不上一次革命。雖然特斯拉確實(shí)為汽車(chē)行業(yè)帶來(lái)很多新鮮的做法，比如設(shè)計(jì)理念、車(chē)輛結(jié)構(gòu)、營(yíng)銷(xiāo)策略等等。但特斯拉仍然突破不了電動(dòng)車(chē)普遍遇到的瓶頸問(wèn)題。

“雖然它能達(dá)到較大續(xù)駛里程，但它犧牲了安全性和經(jīng)濟(jì)性。為了提高續(xù)駛里程，特斯拉加大了電池的用量。特斯拉采用鎳鈷鋁鋰離子電池而不是中國(guó)企業(yè)一般采用的磷酸鐵鋰電池，7000多節(jié)電池組重達(dá)500多公斤，整車(chē)自重高達(dá)2.1噸?！?

此外，在中國(guó)特斯拉也并不是一輛環(huán)保的車(chē)。干頻告訴記者，“特斯拉平均每公里的耗電是在0.18度左右，按照美國(guó)的核電來(lái)說(shuō)，它大概每公里排放二氧化碳 122g。但在中國(guó)煤電環(huán)境下，它每公里排放175g—190g。而現(xiàn)在國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)車(chē)才150g至160g，它比傳統(tǒng)車(chē)的二氧化碳排放還高。”干頻表示。

所以在上汽研發(fā)團(tuán)隊(duì)眼里，特斯拉沒(méi)法起到顛覆整個(gè)汽車(chē)行業(yè)的作用，它還不足以擔(dān)當(dāng)這個(gè)重任。在上汽的計(jì)劃表中，顛覆整個(gè)汽車(chē)行業(yè)的未來(lái)汽車(chē)，還是氫燃料電池汽車(chē)。

扎堆押注氫燃料

上汽八年前開(kāi)始投入開(kāi)發(fā)氫燃料電池汽車(chē)，至今已陸續(xù)投入超過(guò)10億元人民幣,目前上汽專(zhuān)門(mén)研發(fā)氫燃料電池汽車(chē)的團(tuán)隊(duì)超過(guò)100人，并計(jì)劃于2015年實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)。

上汽的投入和規(guī)模并不算大，豐田氫燃料電池的研發(fā)團(tuán)隊(duì)多達(dá)一千多人。作為混合動(dòng)力車(chē)領(lǐng)導(dǎo)者的豐田，準(zhǔn)備在氫燃料電池上也領(lǐng)先一步。豐田計(jì)劃2015年于日本、美國(guó)與歐洲市場(chǎng)上市一款新的燃料電池轎車(chē)。并希望這種車(chē)型的年銷(xiāo)量到2020年可以過(guò)一萬(wàn)輛。

除此以外還有本田、奔馳。本田正在開(kāi)發(fā)的一款燃料電池轎車(chē)預(yù)計(jì)將在2015年11月上市，這款車(chē)充滿(mǎn)一次電可以行駛約310英里(約500公里)，是目前電動(dòng)車(chē)行駛里程的兩倍。本田給其設(shè)定的銷(xiāo)售目標(biāo)為5年內(nèi)售出5000輛，銷(xiāo)售目標(biāo)市場(chǎng)主要在日本、美國(guó)和歐洲。

而梅賽德斯-奔馳汽車(chē)公司計(jì)劃在2017年推出一款全新氫燃料電池車(chē)?，F(xiàn)代也正在緊鑼密鼓地打造全新ix35氫燃料電池車(chē)型。

氫燃料電池車(chē)的工作原理是通過(guò)氫進(jìn)行發(fā)電：純氫被注入罐中與空氣中的氧氣混合產(chǎn)生水，這一過(guò)程同時(shí)也能產(chǎn)生電。產(chǎn)生的電能帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)工作，繼而驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。

與純電動(dòng)車(chē)相比，氫燃料電池有著不可比擬的優(yōu)勢(shì)，不僅清潔，而且分量輕、加氣快速。

如一輛車(chē)蓄時(shí)里程400公里，僅需50千瓦的燃料電池堆，大約加5公斤的氫氣就可以，而同樣一輛純電動(dòng)汽車(chē)跑400公里，所需鋰電池的重量大約為700公斤。

與此同時(shí)，氫燃料電池還能解決純電動(dòng)汽車(chē)充電時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題，如奔馳目前研發(fā)的車(chē)型基于B級(jí)F-Cell，動(dòng)力系統(tǒng)由母公司戴姆勒、雷諾-日產(chǎn)和福特共同研發(fā)，采用的碳纖維氫氣罐三分鐘內(nèi)就可以加滿(mǎn)氣。

成本難題怎么攻破

政府推廣氫燃料電池汽車(chē)力度，比純電動(dòng)汽車(chē)和插電式混合動(dòng)力汽車(chē)大得多。在國(guó)務(wù)院印發(fā)的《節(jié)能與新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中提到，“十二五”期間我國(guó)將繼續(xù) 開(kāi)展燃料電池汽車(chē)運(yùn)行示范，帶動(dòng)氫的制備、儲(chǔ)運(yùn)和加注技術(shù)發(fā)展，使我國(guó)燃料電池汽車(chē)、車(chē)用氫能源產(chǎn)業(yè)與國(guó)際同步發(fā)展。而在消費(fèi)層面，如果消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)氫燃料電池汽車(chē)，最高可以得到25萬(wàn)元的補(bǔ)貼。

我國(guó)汽車(chē)企業(yè)也曾在2006年以前，一哄而起對(duì)氫燃料電池汽車(chē)進(jìn)行投資，不過(guò)，此后，除上汽以外，幾乎所有的自主品牌汽車(chē)企業(yè)退出了對(duì)燃料電池汽車(chē)的研究。目前，燃料電池汽車(chē)的研發(fā)項(xiàng)目，主要由同濟(jì)大學(xué)、交通大學(xué)等大學(xué)來(lái)承擔(dān)。

車(chē)企退出氫燃料電池汽車(chē)研究的原因主要是氫燃料電池離量產(chǎn)遙不可及。氫燃料電池汽車(chē)目前面臨的最大問(wèn)題是，燃料電池堆的成本和使用壽命問(wèn)題。如功率100瓦 相當(dāng)于1.8L排量的氫燃料電池汽車(chē)，僅氫燃料電池組的成本就接近100萬(wàn)元人民幣；而氫燃料電池組在頻繁高低速輪換中，也容易縮短使用壽命。此外氫氣的來(lái)源也是問(wèn)題，制氫所需的成本，比煉油和發(fā)電還高。

2007年上汽就入股新源動(dòng)力，新源動(dòng)力是專(zhuān)攻車(chē)用氫燃料電池系統(tǒng)的公司。在上汽和新 源動(dòng)力一起研發(fā)的氫燃料電池車(chē)中，正在研發(fā)增程式燃料電池車(chē)。也就是短途用電，長(zhǎng)途用氫燃料電池堆發(fā)電，目的是解決成本和使用壽命的問(wèn)題。由于短途采用純 電，燃料電池堆僅在長(zhǎng)途時(shí)使用，所以，燃料電池堆的功率可以降低，從而降低成本；同時(shí)，燃料電池只在遠(yuǎn)途跑高速時(shí)使用，同時(shí)也減少了由于高低速輪換對(duì)燃料 電池堆壽命產(chǎn)生的影響。

豐田也透露，2015年推出的零排放的燃料電池車(chē)，成本將控制在10萬(wàn)美元以下。豐田計(jì)劃到2020年時(shí)，氫燃料電池汽車(chē)的成本可以下降到300萬(wàn)至500萬(wàn)日元(約合人民幣18.27萬(wàn)至30.45萬(wàn)元)。

在收購(gòu)了ReliOn的資產(chǎn)后，普拉格能源總裁兼首席執(zhí)行官安迪·馬什表示，普拉格在2014年中的目標(biāo)之一是擴(kuò)大公司的燃料電池組技術(shù)專(zhuān)利，以便增強(qiáng)產(chǎn)品性能。至于氫氣的來(lái)源問(wèn)題，干頻認(rèn)為隨著技術(shù)的成熟，獲得低成本的氫氣也成為可能。工業(yè)副產(chǎn)品氫，也就是那些煉焦炭、煤炭產(chǎn)生的氫氣的收集，足夠上千萬(wàn)輛氫燃料電池汽車(chē)使用，而風(fēng)電、太陽(yáng)能、核電普及以后，制氫的成本也會(huì)更低。