燃料電池汽車具有清潔環保、能量轉換率高等特點受到廣泛關注。有機構預測,2030年以后,新能源汽車市場將以燃料電池汽車為主,理想目標是實現動力燃料電池汽車的普及?!峨姵刂袊肪W認為,燃料電池汽車市場是一座等待挖掘的富礦,但目前相關核心技術突破緩慢,產業化模式遲遲未定型,燃料電池汽車發展步入市場化導入期。
2015年4月,國家財政部、科技部、工業和信息化部、國家發改委發布《關于2016-2020年新能源汽車推廣應用財政支持政策的通知》,對純電動汽車、插電式混合動力汽車的補助標準實施退坡機制,但對氫燃料電池汽車的補助標準并未進行下調,甚至個別車型還有所提高。
燃料電池汽車始終受政策青睞
文件指出,氫燃料電池各類汽車到2020年補貼不退坡,且補貼金額提升至2013年水平,這樣的補貼力度體現了對先進技術的預判。全國乘用車市場聯席會秘書長崔東樹認為,由于多方面原因,氫燃料電池乘用車即將進入市場化導入期,為支持研發和生產,補貼金額提升和補貼時間延長將有利于我國氫燃料電池汽車的市場化導入。
我國非常重視對氫燃料電池汽車的研發和推廣工作。早在2000年,科技部就開始對國內氫燃料電池汽車基礎技術的研發給予支持,北京奧運會期間已有少量示范運行車輛投入使用。2012年,同濟大學、清華大學、中科院大連物理化學研究所、上汽、一汽等發起成立了中國燃料電池汽車技術創新戰略聯盟,支持氫燃料電池汽車的發展。
在近日召開的新能源汽車推廣應用經驗交流與發展研討會上,國家“863”計劃節能與新能源汽車重大項目總體專家組組長歐陽明高提出,到2020年,燃料電池汽車將實現商業化發展。
無論是純電動技術還是氫燃料電池技術,都是汽車行業未來發展的方向。相比之下,氫燃料電池在解決污染排放和替代能源問題上更被看好。國內在氫燃料電池研發方面有優勢的企業應借助國家政策的持續支持,加快氫燃料電池技術的研發與儲備。
國家層面的政策扶持產業發展的趨勢越來越明顯,除已知車輛補貼和加氫站獎勵持續不變外,類似氫燃料補貼的相關政策也有可能進入醞釀期,降低燃料電池汽車的使用成本,及氫基礎設施的運營成本,吸引更多的社會資本投入燃料電池汽車的推廣。
在相關政策的指導下,越來越多的地方政府開始積極推廣地區性燃料電池汽車產業的發展,制定產業發展規劃,整合地方資源,從整車到零部件,從終端產品到原材料,大力扶持相關企業,推動地區燃料電池汽車的產業化。
產業化發展需攻克層層難關
目前大多數燃料電池汽車所采用的電池都是質子交換膜燃料電池,具有能量轉化效率高、環境友好、壽命長等突出特點, 特別適宜用作可移動動力源, 是電動車的理想電源之一。
事實證明,這種燃料電池汽車的性能完全能夠與內燃機汽車相媲美。以通用汽車公司最新推出的雪佛蘭Sequel 燃料電池車為例, 其續航里程已達到480 km,百公里加速用時不到十秒。經過二十多年的高速發展,燃料電池技術取得了巨大進步,但是要實現燃料電池汽車的商業化, 還有很多關鍵問題需要解決,主要包括性能安全、制造成本, 燃料供應和基礎設施。
要實現燃料電池汽車的商業化, 必須使燃料電池汽車的性能相當于甚至優于現在的內燃機汽車, 同時要有價格優勢。但目前的燃料電池汽車成本相對較高,主要原因在于燃料電池系統本身的成本太高。目前, 燃料電池制造成本已經降至每千瓦數百美元, 但與燃料電池汽車商業化應用的目標成本每千瓦50美元的距離還很大。
在氫氣供應方面, 盡管現在有部分燃料電池汽車采用車載現場制氫的方式, 但是燃料電池汽車最終采用的方式應該是純氫直接供應。因為現場制氫系統極其復雜, 在空間有限的汽車上安裝一套車載制氫系統幾乎不可能。
氫的來源很多, 但現在主要是通過化石燃料的重整來制取, 這并沒有完全擺脫對傳統燃料的依賴,依舊會產生污染氣體。未來利用太陽能和核能制氫、生物制氫是重點發展方向, 這也是現在世界各國研究的熱點課題。
此外,加氫站等基礎設施的建設投入是巨大的。據統計,建造一家能加相當于100 萬桶石油的加氫站的費用約1000億美元, 而這僅能滿足美國現有汽車10% 的需求。公司很難單獨承擔建設大量加氫站的費用, 只有國家在經濟政策上給予投入, 加上能源公司之間通力合作, 加氫站的大量建設才有可能實現。
燃料電池技術與國際水平尚存差距
雖然我國積極進行氫燃料電池汽車的研發和推廣工作,但近年來氫燃料電池汽車發展水平與國際先進水平比差距一直在拉大。主要體現在,我國氫燃料電池總體上處于工程化開發階段,功率特性、冷啟動、可靠性等主要技術性能指標與世界標桿產品相比還有很大差距;關鍵技術領域所擁有的專利數量不多,技術標準未形成體系;成本居高不下,產品基本不具備商業化條件。
業內專家分析認為,差距拉大的主要原因是相比電動汽車,氫燃料電池汽車技術門檻高,需要巨額投入,而我國氫燃料電池技術和產業基礎薄弱,資金和技術力量投入不足,技術鏈不完善,產業化能力較弱。
除上汽外,大多數整車企業在氫燃料電池汽車方面沒有開展實質性研發和產業化準備。此外,我國在催化劑、雙極板等關鍵材料領域和高壓儲氫罐、空壓機、氫循環泵等關鍵零部件領域基本不具備產業化能力,產業鏈尚未形成。
氫燃料電池汽車的發展核心在氫燃料電池技術。在國內資金實力和技術集成水平與國際市場存在較大差距的情況下,可以超前布局燃料電池和儲氫材料等核心環節。國內相關企業可以通過技術引進和自主創新相結合的方式,加快氫燃料電池技術的發展與儲備。
國家層面應推動建立和完善氫燃料電池汽車及相關技術標準。有能力的整車企業應加強在車輛技術、關鍵零部件供應商培育等方面合作,加快工程化開發和產業化能力建設進程。還應加強國際合作和交流,借助國際科研資源、產業資源縮小差距,提高我國氫燃料電池汽車發展水平。
商業模式模糊致使市場熱度不夠
目前很多國家制定了國家級的氫能研究開發計劃,大力推動燃料電池汽車的發展。而我國沒有專門的關于氫能的中長期發展戰略和實施計劃,涉及氫能的相關政策也相對比較零散。
雖然在新能源汽車產業發展規劃中明確提出發展包括純電動汽車、插電式混合動力汽車及燃料電池汽車在內的新能源汽車,但從實際情況來看,目前新能源汽車的發展更加偏重于純電動汽車和插電式混合動力汽車,氫燃料電池車暫時處于配角地位。
在燃料電池汽車實際推廣過程中,最主要的制約因素就是商業模式,適合燃料電池汽車推廣的商業模式不清晰。參考燃油汽車模式(個人消費為主,平臺租賃為輔),還是純電動汽車模式(平臺租賃為主,個人消費為輔)尚無定論,還在摸索中。但商業模式解決的是生存問題,如果生存問題都無法解決,何談推廣?
當然,靠國家補貼和項目推廣,也是一種方式,但那畢竟不是真正的商業模式,不是長久之計,無法持續。畢竟只有行業和企業最終接盤,才有可能真正實現燃料電池汽車的商業化推廣。
現階段商業模式不清晰,導致國內大的整車企業和能源企業都無法下定決心真正推廣燃料電池汽車,大多持觀望態度,或僅僅只是參與相關項目的推廣應用,保持行業發展跟蹤的態勢。行業的發展得不到足夠多的資源和資金支持,導致技術的發展相對緩慢,商業化應用模式的探索也少有支撐,制約了燃料電池汽車的推廣進程。
可以預見,在全球燃料電池汽車商業化探索的大趨勢下,國內整車企業和能源企業也開始嘗試通過非商業化的項目投入,探索未來商業化發展的可能。只有更多的資源和資金的進入,使得行業環境有了一定的改善,燃料電池汽車的推廣才會有所好轉。
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