鉅大LARGE | 點擊量：773次 | 2019年05月15日
氫燃料電池車站上風(fēng)口，是后發(fā)制人還是困境重重？
經(jīng)過多年的市場推廣、政策支持，我國新能源汽車市場化成效顯著，銷量從2013年的1.8萬輛增長至2018年的126萬輛，2019年一季度以來仍保持高速增長。目前，我國新能源汽車市場主要以純電動、插電混合動力汽車為主，而新能源汽車的另一個重要分支——氫能汽車似乎沒有得到太大的關(guān)注，2018年氫燃料電池汽車的銷量只有1527輛。
氫能汽車，顧名思義，就是以氫作為能源的汽車，將氫反應(yīng)所產(chǎn)生的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為機械能以推動車輛。氫能汽車主要分為兩種，分別是氫內(nèi)燃機汽車和氫燃料電池汽車。簡而言之，氫內(nèi)燃機汽車是將氫氣引入內(nèi)燃機燃燒，類似于汽油在內(nèi)燃機內(nèi)燃燒做功來驅(qū)動汽車；而氫燃料電池汽車則是通過氫氣在電池內(nèi)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能來驅(qū)動汽車。目前，發(fā)展較快的為氫燃料電池汽車。
發(fā)展新能源汽車，最終的目標就是減少污染和解決能源問題。既然我們已經(jīng)有了純電動汽車，為什么還要研發(fā)氫燃料電池汽車呢？氫燃料電池汽車與純電動汽車相比有哪些不同之處呢？
首先，我們有必要先認識一下氫元素。氫，位于化學(xué)元素周期表的第一位，是最輕的元素，也是宇宙中含量最多的元素，大約占據(jù)宇宙質(zhì)量的75%，幾乎無處不有。氫氣可以通過物理、化學(xué)、生物等多種方法制取，可謂取之不盡，用之不竭，困擾人類社會發(fā)展的能源枯竭問題就此可以說“拜拜”了。
氫經(jīng)過燃料電池發(fā)生作用，釋放電能推動機械作功，并與氧反應(yīng)又重新產(chǎn)生水，水對環(huán)境沒有任何污染，而純電動汽車使用的鋰離子電池含有重金屬鎳、鈷等有毒污染物。因此，氫能汽車被視為全球最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉粗唬徊簧賴摇W(xué)界、車企認定為“終極新能源汽車解決方案”。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
氫能不僅環(huán)保，還具有很高的能量密度。氫的能量密度大致為1kWh，約是汽油的2-3倍，是鋰離子電池的5-10倍(目前大致是100-200Wh)。5公斤的氫儲量可支持氫燃料電池汽車（乘用車）連續(xù)行駛400公里以上（百公里消耗約1.25公斤）。目前，純電動汽車所搭載的動力電池，大多數(shù)為三元鋰材料和磷酸鐵鋰材料電池。盡管相比鉛酸和鎳氫電池，能量密度和續(xù)航里程已經(jīng)有了極大的提高，但是依然難以打消消費者的里程焦慮癥。相比之下，氫能的能量密度非常高，續(xù)航里程長，解決了純電動汽車普及的最大障礙。而且，跟純電動汽車相比，氫燃料電池汽車加注氫燃料只需要3-5分鐘，這和在加油站加注燃油的時間不相上下，不像電動汽車充電至少需要半個小時甚至幾個小時。
此外，氫燃料電池能量轉(zhuǎn)換效率理論值高達60%-90%，實際使用效率是普通內(nèi)燃機的2-3倍，具有很高的能量轉(zhuǎn)換效率。與內(nèi)燃機相比，氫燃料電池系統(tǒng)轉(zhuǎn)動部件很少，不存在常規(guī)發(fā)電裝置的噪聲問題，系統(tǒng)更加安全可靠，爆炸風(fēng)險也遠低于汽油等常規(guī)燃料，屬于非常安全的燃料類型。
氫燃料電池汽車的優(yōu)勢是十分明顯的，要實現(xiàn)也并不困難，但困難之處在于如何降低氫氣制造成本，解決氫氣運輸、儲存和使用的諸多問題。
首先，氫燃料不能直接從自然界獲取的，需要人工制造。常用的制氫方法有化石燃料催化制氫、工業(yè)副產(chǎn)物制氫、生物制氫及太陽能制氫等，但效果都不理想，設(shè)備復(fù)雜，投資大。當然，氫氣能通過電解水獲得，但能耗高。因此，目前工業(yè)制氫尚無最佳方案，仍然有待研發(fā)。
氫氣的運輸、儲存也是一個重大障礙。低成本、小規(guī)模、靈活的制氫方式尚未實現(xiàn)，作為燃料的氫氣需要進行貯運，氫的密度很低，就算燃料以液態(tài)形式儲存在低溫瓶或壓縮氣體瓶，在那空間內(nèi)能夠儲存的能量也十分有限，而氫能汽車就更加受限，何況還有氫氣爆炸的危險。
氫燃料電池汽車要大量普及，尤其需要眾多加氫站。目前，國內(nèi)加氫站數(shù)量還非常少。究其原因，一方面由于加氫站需要配置大型壓縮機等大型設(shè)備，成本比加油站和充電站更高。另一方面，建設(shè)加氫站所需的關(guān)鍵部件大多依靠進口，增大了建設(shè)成本。此外，加氫站運行維護成本較高，需要依靠加氫規(guī)模效應(yīng)平衡收支來盈利，而目前我國燃料電池汽車尚屬起步階段，運營車輛較少，盈利較為困難。沒有足夠的加氫站，消費者就不會買車，但沒有足夠的氫燃料電池汽車，就沒有人會建加氫站。而在配套設(shè)施方面，純電動汽車僅需充電樁就可以完成，比氫燃料電池汽車簡單、方便，所以真正市場化推廣應(yīng)用，氫燃料電池汽車還有很長的路要走。
對氫燃料電池汽車本身來說，也比其他汽車更為精密，因此其維護成本也更高。氫燃料電池的運行催化劑是鉑金，價格也相當昂貴。加氫速度固然可以比擬加汽油，但氫氣是易燃易爆氣體，加氫氣需要高壓處理，而不是汽油的常壓，存在的安全問題也是一大隱患。
總之，理想很豐滿，現(xiàn)實很骨感。氫燃料電池汽車的整個產(chǎn)業(yè)鏈制造成本居高不下，是影響其普及的一個重要原因。短期內(nèi)氫燃料電池汽車想要超越純電動汽車，難度還是很大的。
那么，在以純電動路線為主的背景下，氫燃料電池汽車在中國是否還有市場？
現(xiàn)階段，氫能的確不是最方便、最便宜的能源，但它終究還是一個未來的能源。無論煤、石油，還是可燃冰，都是一次性能源，挖一點少一點。氫則可以從不同來源，用不同方法來獲取，甚至是永續(xù)循環(huán)和再生的能源。所以從戰(zhàn)略的角度，氫能不賺錢也要做，現(xiàn)在利用氫能的效率比石油能源的效率低也要做，因為要站在產(chǎn)業(yè)金字塔上。如果現(xiàn)在不做，將來還想彎道超車，很難。
我國政府一直支持和鼓勵氫燃料電池汽車發(fā)展。早在2009年開始對燃料電池汽車實行補貼，主要是免征購置稅，同時給予一次性6-60萬的補貼；2014年開始將加氫站納入了補貼范圍，刺激配套產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展；2015年《中國制造2025》明確提出純電動和插電式混合動力汽車、燃料電池汽車、節(jié)能汽車、智能互聯(lián)汽車是國內(nèi)未來重點發(fā)展的方向規(guī)定；2016年《中國氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展藍皮書（2016）》中首次提到“2020年我國加氫站數(shù)量達到100座，燃料電池車輛達到1萬輛”的發(fā)展目標。政策支撐是氫燃料電池車發(fā)展的保障，為未來發(fā)展指明了方向。
雖然政策上大力支持，但相對于我國車企在純電動汽車的進步，氫燃料電池汽車領(lǐng)域的成果并不豐碩。目前銷售的氫燃料電池汽車主要使用于城市公交以及旅游景區(qū)的固定路線，沒有徹底的面向民用消費級市場。產(chǎn)品方面，有成績的僅有上汽、奇瑞、福田、宇通等車企。014年上汽榮威950氫燃料電池汽車亮相之后，已于2016年入選《免征車輛購置稅的新能源汽車車型目錄》；2018年，奇瑞艾瑞澤5FCEV也已經(jīng)亮相，據(jù)悉儲存35兆帕/3.85公斤壓縮氫氣的艾瑞澤5FCEV的最大續(xù)航里程能夠超過700公里；此外，福田、宇通等均實現(xiàn)了氫燃料電池電動客車產(chǎn)業(yè)化以及批量商業(yè)化運營，長城汽車也已瞄準了氫能與燃料電池市場。
不過，在純電動車電池能量密度難以提升的瓶頸面前，隨著制氫技術(shù)的不斷獲得突破，儲氫、加氫從技術(shù)到布局的逐漸成熟，未來氫燃料電池汽車將有著廣闊的市場前景。作為氫能源踐行者之一，豐田2014年量產(chǎn)的第一輛氫電池車Mirai，便可實現(xiàn)加氫3-5分鐘，續(xù)航達700公里。經(jīng)過數(shù)年的發(fā)展已趨成熟，豐田正進入技術(shù)優(yōu)化和商業(yè)生態(tài)構(gòu)建的新階段。韓國、美國、歐洲等國家也緊隨其后，興建加氫站并推出氫能源汽車。
當前，中國在新能源乘用車領(lǐng)域還在堅持純電動技術(shù)路線，短期內(nèi)氫燃料電池技術(shù)還無法成為主流，堅持氫燃料電池的豐田或許只能徐徐圖之、伺機而動。相較于乘用車領(lǐng)域，氫燃料電池技術(shù)更容易在商用車領(lǐng)域切入。2019年上海車展期間，豐田掌門人豐田章男親自到訪中國，與北汽福田、億華通簽署戰(zhàn)略合作，發(fā)展氫燃料電池車。豐田選擇以商用車入手在中國推廣氫燃料電池技術(shù)，并以此為基礎(chǔ)尋找戰(zhàn)友廣泛結(jié)盟，再慢慢地向乘用車領(lǐng)域滲透，大縱深大迂回的大戰(zhàn)略，可能更符合中國的國情。
隨著傳統(tǒng)化石能源長期使用所帶來的環(huán)境和能源壓力，推動新能源行業(yè)的發(fā)展和能源的高效利用已經(jīng)勢在必行。新能源汽車哪條技術(shù)路線最終會成功，是純電動汽車還是氫燃料電池汽車？現(xiàn)在誰也說不準，只能由市場來選擇。毋庸置疑，氫燃料電池汽車因其具有良好的環(huán)境相容性、能量轉(zhuǎn)換效率高、噪音小、續(xù)航里程長、加注燃料時間短、無需充電等特點，市場前景廣闊，未來幾年氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)將迎來爆發(fā)式增長。
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