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燃料电池汽车：先过技术关在谈商业化

2017-12-15

中国电源产业网

导语：

作为公认的最清洁的新能源汽车，氢燃料电池汽车被寄予厚望，各方都在期待其能带领汽车行业真正进入无污染的新能源汽车时代。然而，氢燃料电池汽车的技术瓶颈却成为其商业化进程中的最大掣肘。当前，氢燃料电池汽车技术是否成熟到可以满足市场需求，安全性是否符合市场化推广条件，综合经济性是否比得上纯电动汽车……氢燃料汽车领域存在太多不确定因素。正如中国汽车工程学会理事长付于武所言，从全球范围来看，氢燃料电池汽车技术还处于不断地探索之中，氢燃料电池产业还处于发展的初级阶段，离商业化仍较远。当前的主要任务是培育和壮大产业链，加快氢能基础设施建设，完善标准法规以及突破核心技术瓶颈。

■乘用车领域尚无成熟产品

近年来，以丰田为代表的车企正大力推广氢燃料电池汽车，我国也在加快示范运营的步伐，尤其在商用车领域，不断传出企业和地方政府进行示范推广的消息；但在乘用车领域，由于关键技术还未取得实质性突破，我国目前还鲜有成熟的氢燃料电池汽车产品。

中国工程院院士、中国科学院大连化学物理研究所研究员衣宝廉认为，当前氢燃料电池汽车技术已经具备了一定的技术基础，但如要进行大规模市场推广，仍需要满足几个基本条件，他解释说：“一是可靠性与耐久性基本达到要求，如寿命达到5000~10000小时；二是通过基本的安全规范，即通过结构、电和氢安全的检测；三是售价在扣除政府补贴后，与锂电池汽车和燃油汽车接近，或稍贵一点；四是有充足的廉价氢燃料供给，加氢站能满足加氢的需求，消除或尽量减少加氢焦虑；五是纳入政府补贴，燃料电池车生产企业和燃料电池车大规模示范运营单位均能盈利。”在这些方面，我国氢燃料电池汽车均有待提升，尤其是乘用车领域。

清华大学汽车工程系教授陈全世告诉《中国汽车报》记者：“当前，氢燃料电池技术还存在技术瓶颈，在关键技术没有重大突破前，不宜进行大规模市场推广。”中国汽车工程学会副秘书长闫建来也认为，氢燃料电池的膜技术比锂电池要难得多。“现在氢燃料电池的膜技术还没有突破，用白金做催化剂，太‘娇嫩’了，对温度和空气的要求都比较高，如果不能突破这项技术很难进行大规模市场推广。”闫建来说。

“在技术方面，之前我们的积累并不够，现在国内有几家企业已经有了规划，但仍需要一个漫长的过程。”全国燃料电池标准化技术委员会秘书长卢琛钰在接受《中国汽车报》采访时表示。

■寿命短制约商业化进程

“氢燃料电池汽车在运行过程中，一定要保证氢转换成电的稳流安全性。”闫建来表示，氢燃料电池汽车要迈向市场，一定要解决安全问题，否则会给产业带来极大伤害。尽管现在市场上有很多氢燃料电池汽车在示范运营，但多局限在一定条件下，很难进行大规模市场推广。

不过，衣宝廉认为，如果采取必要的措施，氢气的安全是可以保证的，因此，氢燃料电池的安全性也就有了保障。“汽油的爆炸能量是相同体积气体氢气的22倍，且发生爆炸时，由于氢气燃料密度远低于空气，会迅速上升扩散，爆炸发生在气源的上方，而汽油发生爆炸是在燃料的泄漏处，危险程度要远大于氢气。”衣宝廉说，“氢燃料电池汽车的碰撞安全性能也完全有保障，能够满足和符合国家碰撞安全标准。”

新研氢能源科技有限公司CTO、IEC国际标准召集人齐志刚介绍，目前，我国在氢燃料电池技术方面已经有多年积累，但安全性仍有待提升。“大连的新源动力在膜电极、电堆方面积累了十几年的经验，电堆性能不低于国外产品；亿华通在整车集成方面积累了几年的经验；以中科院大化所为代表的一些科研院所在膜电极制作、系统控制逻辑方面也起步较早；在空压机等关键辅助部件方面，广东广顺探索了十年左右，其产品的性能和寿命虽然还不能和国外的产品相比，但已经能够满足基本使用要求。”齐志刚如是说。

使用寿命短是阻碍燃料电池汽车市场化进程的另一个重要因素。“如上汽荣威950燃料电池汽车累计运行时间据说在3000小时左右，离实际应用所需的5000小时还有较大差距；在客车方面，国际上有几辆车已经达到了美国能源部要求的2.5万小时，但国内刚开始示范运行，还没有相关数据，需要运行几年以后才会有结果。据我了解，目前国内氢燃料电池客车寿命远低于这个数值，应该和上汽乘用车的3000小时差不多。”齐志刚告诉记者。

陈全世强调，在电池寿命达到1万小时之前，不宜进行大规模市场推广。“现阶段，最前沿的成果（氢燃料电池的寿命）可以达到5000小时，但这仅是试验数据，在现实中，对环境、温度、湿度无法控制，氢燃料电池的寿命会大打折扣。”陈全世说，“事实上，即使寿命达到5000小时，一辆公交车以一天运营15小时计算，也仅能运营不到一年的时间，这样的寿命根本不足以支撑产品的商业化运营。”

■降低成本还有较大空间

正如衣宝廉所言，氢燃料电池汽车要想进行大规模市场推广，其成本必须和锂电池或传统燃油车接近。衣宝廉判断，氢燃料电池汽车要想步入市场，还需要三年时间。

丰田汽车在美国面向市场推出的氢燃料电池乘用车，售价约为30万元人民币，而我国最好的同级别车型至少要百万元。对此，卢琛钰有理性的认识：“可以说，丰田在用企业的力量赔钱进行市场推广。”他表示，国内相关产品成本之所以居高不下，主要原因是规模较小。因为当前市场需求没有出现，氢燃料电池产业链各端都未发力，尤其是车辆本身，一些材料、部件多为进口，这是推高车辆成本的最直接原因。“汽车产业是规模经济，氢燃料电池汽车也是其中一种，其产业链更长，只有形成一定规模和市场需求，才会有企业加入，进而推动成本降低。”

“现在全世界范围内，氢燃料电池汽车技术走在前面的是丰田，但事实上，丰田也在‘贴钱’推广，其真正的价格要远高于纯电动汽车，更不用说燃油车。”陈全世也表达了类似的观点，他同时指出，“丰田去年销售的2300辆燃料电池汽车中，80%用于租赁业务，也就是说，其性价比未达到市场推广要求。”

事实上，氢燃料电池汽车成本高只是一方面，浓度为99.99%的氢气成本也相当高。以北京为例，其售价约为11元/m3，而这个价格显然不适合普通消费市场。闫建来表示，氢燃料电池目前的转换效率较低，这直接造成了其使用成本过高，无法满足大规模市场推广需求。

齐志刚认为，没有批量化生产也是我国氢燃料电池汽车成本居高不下的重要原因。“目前一台空压机大约10万元，DC-DC接近10万元，这些关键辅助部件在燃料电池系统成本中占很大一部分，但一旦实现自动化、批量化生产，成本就会下降若干倍。”齐志刚同时指出，“降低贵重金属，如Pt催化剂的用量对降低成本也有一定的作用，虽然这不是关键所在，但往这个方向努力也是一种降低成本的途径。”

编辑：中国汽车报网

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