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燃料電池應(yīng)用尚且久遠(yuǎn)

發(fā)布時(shí)間: 2015-07-14 09:56:58    來源: 新浪汽車
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[摘要]燃料電池汽車一直被媒體、政界重視,車企層面對燃料電池定位還在概念車探討的層面。

 

  日前,國務(wù)院印發(fā)的《中國制造2025》中定義了汽車的四個(gè)方向,即“純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車”、“燃料電池汽車”、“節(jié)能汽車”和“智能網(wǎng)聯(lián)汽車”。本文主要談?wù)摰诙€(gè)方向“燃料電池汽車”的定位。

  燃料電池汽車一直被媒體、政界重視,車企層面對燃料電池定位還在概念車探討的層面。特斯拉CEO Elon Musk甚至在紐約時(shí)報(bào)采訪時(shí)用了“A fuel cell is sobullshit”來表述燃料電池,前段時(shí)間我們多家車企談投放市場燃料電池汽車,結(jié)果遲遲動(dòng)作不明,此次政府官方定位的燃料電池,還存在基礎(chǔ)研究階段,離批量化的應(yīng)用還有較長距離。

  第一、市場定位仍是基礎(chǔ)研發(fā)和小范圍應(yīng)用嘗試

  很多人知道“燃料電池”的名詞,卻未必真正了解燃料電池的概念,它并不是真正意義的電池,而是一個(gè)小型發(fā)電站,官方概念指“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(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的電能作為主要?jiǎng)恿υ吹钠?rdquo;,我們先看看官方的市場定位。

  在燃料電池銷量上,官方定位是“燃料電池汽車運(yùn)行規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大。到2020年,生產(chǎn)1000輛燃料電池汽車并進(jìn)行示范運(yùn)行;到2025年,制氫、加氫等配套基礎(chǔ)設(shè)施基本完善,燃料電池汽車實(shí)現(xiàn)區(qū)域小規(guī)模運(yùn)行。”

  類比純電動(dòng)/插電混的年產(chǎn)銷量100萬輛,這個(gè)累計(jì)生產(chǎn)1000輛數(shù)量顯得極其渺小,當(dāng)然,這個(gè)數(shù)量似乎官方也不自信,因?yàn)?025年的銷量并沒有給出來,示范運(yùn)營,讓一些企業(yè)、高校拿出一些試驗(yàn)車輛,可能止步于這個(gè)意思,這也不能怪政府步子小,而是這塊市場的環(huán)境還沒有形成。

  筆者檢索到7月9日一篇報(bào)道稱,中國的加氫站僅有兩家,分別位于上海和北京,美國市場也僅有十余個(gè),這是一個(gè)非常現(xiàn)實(shí)的問題,怎么可能讓燃料電池大范圍應(yīng)用?所以,豐田在媒體上發(fā)布了很多文章稱它們的燃料電池量產(chǎn)車輛,應(yīng)該也是小范圍的嘗試。

  燃料電池燃料電池

  當(dāng)然,定位的技術(shù)指標(biāo)上,提到了一些應(yīng)用前期的限制,包括“到2020年,燃料電池堆壽命達(dá)到5000小時(shí),功率密度超過2.5千瓦/升,整車耐久性到達(dá)15萬公里,續(xù)駛里程500公里,加氫時(shí)間3分鐘,冷啟動(dòng)溫度低于-30℃”,這些方面都是作為車輛產(chǎn)品應(yīng)用前需要解決的門檻問題。

  燃料電池

  最后的定位是,“到2025年,燃料電池堆系統(tǒng)可靠性和經(jīng)濟(jì)性大幅提高,和傳統(tǒng)汽車、電動(dòng)汽車相比具有一定的市場競爭力,實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)和市場化推廣。”如果從一款車輛產(chǎn)品的周期來看,研發(fā)需要四年的時(shí)間的,燃料電池作為核心動(dòng)力總成可能需要更長的時(shí)間,2020年實(shí)現(xiàn)積累,2025年實(shí)現(xiàn)批量有一定困難,特別競爭傳統(tǒng)車輛和電動(dòng)車,這種類比就有問題,因?yàn)槿剂想姵匾彩请妱?dòng)車的一種。

  第二、技術(shù)定位的四個(gè)突破或是投資機(jī)會(huì)

  既然是個(gè)未來技術(shù),且包括政策、行業(yè)都比較期待的未來技術(shù),前期的積累和研發(fā)有兩個(gè)特點(diǎn):第一是需要長時(shí)間的研發(fā)積累,第二是需要持續(xù)的資金鏈補(bǔ)給。所以,這些方面,特別是《中國制造2025》官方通知里面,更多的還是給予投資參考的作用。

  在燃料電池的概念中,“氫氣和空氣中的氧在催化劑作用下,在燃料電池中電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的電能作為主要?jiǎng)恿υ吹钠?rdquo;,也能夠看得出來,氫氣的來源、氫氣的存儲(chǔ)和運(yùn)輸、氫氣的反應(yīng)以及產(chǎn)品化應(yīng)用的處理是燃料電池四個(gè)最需要解決的問題,而官方四個(gè)重點(diǎn)關(guān)注領(lǐng)域主要圍繞的是氫氣化學(xué)反應(yīng)的技術(shù)展開,這里面主要還是基礎(chǔ)研發(fā)。

  重點(diǎn)關(guān)注領(lǐng)域的核心材料方面,提到了“燃料電池催化劑、質(zhì)子交換膜、碳紙、膜電極組件、雙極板等關(guān)鍵材料”的批量生產(chǎn)能力建設(shè)和質(zhì)量控制技術(shù)研究,這種能力建設(shè)或在未來有相應(yīng)的技術(shù)傾斜,當(dāng)然,這些也是燃料電池未來發(fā)展的瓶頸性關(guān)鍵技術(shù)。

  

  燃料電池工作原理

  重點(diǎn)關(guān)注領(lǐng)域第二個(gè)方面主要是針對可靠性,“提高催化劑及其載體的抗氧化能力,質(zhì)子膜的機(jī)械和化學(xué)穩(wěn)定性、提高產(chǎn)品級(jí)壽命、提高系統(tǒng)零部件的可靠性,開展系統(tǒng)可靠性分析與設(shè)計(jì)改進(jìn)”,這個(gè)方面,也讓我們看到了當(dāng)下燃料電池的狀態(tài),離成熟的產(chǎn)品還有差距,這個(gè)方面對于熱炒燃料電池概念的應(yīng)該有個(gè)警醒。

  重點(diǎn)關(guān)注領(lǐng)域第三個(gè)方面主要是針對通用化技術(shù),包括卻不僅限于“汽車、備用電源、深海潛器等燃料電池通用化技術(shù)研究”,這個(gè)方面有點(diǎn)聯(lián)合作戰(zhàn)的意味。

  重點(diǎn)關(guān)注領(lǐng)域第三個(gè)方面主要是針對整車應(yīng)用和降低成本,這個(gè)細(xì)節(jié)方面談的很少,主要是走到這個(gè)階段還有一段很長的路子。

  燃料電池汽車充電

  當(dāng)然了,我們上面談到的氫氣的來源、氫氣存儲(chǔ)與運(yùn)輸、氫氣的基礎(chǔ)建設(shè),以及燃料電池整車安全等問題,這些問題可能相對應(yīng)電化學(xué)反應(yīng)的基礎(chǔ)研究,沒有那么迫切,不過,這些問題沒有統(tǒng)籌性的解決,燃料電池的概念只能存在概念狀態(tài)。

  值得一提的是,這么重要且大家都看好的概念,沒有統(tǒng)籌性梳理就顯得不合理,比如氫氣來源如何采用電解,那么電能如何解決,與電動(dòng)車相比較,能效如何,氫氣存儲(chǔ)方面,如何保證粗笨的高壓瓶能夠安全不泄漏地存儲(chǔ)、運(yùn)輸氫氣,這些問題目前來講,還沒有結(jié)論,這也意味著燃料電池尚未開始應(yīng)用。

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