燃料电池汽车距离产业化还有多远

    中国汽车工业协会最新数据显示，今年前4个月，我国新能源汽车产销分别完成23.2万辆和22.5万辆，比上年同期分别增长142.4%和149.2%，不仅远超车市整体增幅，也远超人们预期。

    在这种形势下，汽车行业开始普遍触“电”，纯电动汽车市场已经挤得“无处下脚”。不少企业另辟蹊径，开始投身氢燃料汽车的研发，不少地方也纷纷将燃料电池汽车产业列为发展重点。

    那么，燃料电池汽车离真正产业化究竟还有多远呢？

    成熟度比电动车至少差10年

    在前不久举行的北京国际车展上，福田欧辉8.5米氢燃料电池客车吸引了不少观众眼球。据介绍，该车加注氢气10分钟，续航里程可达500公里，目前已获得百辆订单，这也是燃料电池汽车全球最大商业化订单。

    “在世界各国政府、科研机构和企业共同推动下，燃料电池技术近年有较大进展。”中国汽车工业协会常务副会长董扬表示，从加拿大巴拉德公司1991年申请专利开始，燃料电池汽车的研究已有近30年历史。2015年1月，丰田汽车公司的“未来”(Mirai)品牌燃料电池汽车正式投产销售，标志着燃料电池汽车的技术路线基本确定，开始进入产业化阶段。

    虽然我国燃料电池产业起步比日本晚，但近年来也取得了长足进步。经过20多年的研发和示范运行，目前我国已经初步掌握燃料电池电堆及其关键材料、动力系统、整车集成和氢能基础设施的核心技术，基本建立了具有自主知识产权的燃料电池汽车动力系统技术平台，培育了一批从事燃料电池及关键零部件研发生产的企业，初步形成了以大学研究院所为主，骨干企业参与，涵盖制氢、储氢、输氢、氢安全及燃料电池技术的研发体系，实现了百辆级动力系统与整车的生产能力。截至2017年底，我国燃料电池汽车商业化订单已突破千辆，用于示范运营的氢燃料电池汽车有200余辆，全国范围内建成加氢站8座。

    不过，这组运营数字远不如纯电动汽车。“虽然燃料电池有电堆效率比内燃机高、完全没有排放污染等巨大优点，但是由于氢的储存方法未能确定，电堆体积过大，效率太低，质子交换膜使用贵金属多等具体技术问题未能攻克，燃料电池汽车真正产业化还面临较多困难。”董扬认为，当前我国燃料电池汽车与2009年的纯电动汽车状况相似，还属于“十城千辆”的规模化研发推广阶段。就产业成熟度而言，燃料电池汽车与动力蓄电池电动汽车相比，还有10年甚至更长的差距。

    产业突破必须迈过“三道坎”

    乘用车最能体现一国汽车产业技术水平。数据显示，当前全球燃料电池乘用车市场主要为日本丰田、本田和韩国现代汽车所占据。其中，丰田的Mirai以2039辆的注册量占据了全球燃料电池汽车销量的88％。相较之下，我国正式推出的燃料电池乘用车落地产品仅有上汽荣威950一款，且并未正式面向私人消费市场。

    为何我国氢燃料电池汽车难以推广呢？“首先，燃料电池使用寿命太短。”新研氢能源科技有限公司CTO、IEC国际标准召集人齐志刚举例说，上汽荣威950燃料电池汽车运行时间在3000小时左右，离实际应用所需的5000小时还有较大差距。

    “更重要的是，由于对环境、温度、湿度无法控制，在实际运营中，氢燃料电池的寿命会大打折扣。”清华大学汽车工程系教授陈全世表示，即使寿命达到5000小时，以一天运营15小时计算，一辆公交车仅能运营不到一年的时间，根本无法支撑产品的商业化运营。

    其次，氢的供应链尚未形成。据专家介绍，关于氢的制取，当前有工业副产氢和利用光伏、风能等碎片化能源制氢等不同技术路线；关于氢的输送，也有高压、液化和利用天然气管道等不同路线，都需要进行经济、技术方面的比较和商业模式的探索。

    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表示，目前我国氢气储存和运输企业少，氢气的供给体系并不稳定。

    再次，生产和使用成本高也制约了推广。“目前，全球技术领先的丰田也是在‘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。”陈全世表示，“丰田去年销售的几千辆燃料电池汽车中，80%用于租赁业务，其性价比也远未达到市场推广要求”。

    记者走访发现，目前国内一辆燃料电池汽车售价大都在百万元以上。“之所以价格居高不下，主要原因是规模太小。”上海电器科学研究院北京分院院长卢琛钰表示。

    同时，燃料电池汽车使用成本也偏高。“为了保证氢气运输安全，我国规定压力容器必须很牢固，同时要求运输氢气的压力不能太大。”北京低碳清洁能源研究所氢能研发部经理何广利表示，压力低储存量就少，“综合来算，氢气储存和运输成本每立方米约为9元，远超过制氢成本”。

    此外，加氢站建设投资也较大。衣宝廉告诉记者，不算土地，一座日加能力在200公斤的加氢站的建设成本至少在1500万元以上，远高于加油站和充电站，这对不少企业形成了较高门槛。

    谁能胜出在于市场选择

    在我国新能源汽车推广和应用上，始终存在着插电式、纯电和燃料电池三条技术路线之争。其中，由于氢的能量密度是油的两至三倍，再加上它在加氢环节的客户体验和传统能源车是一样的，加一次氢仅用2分钟至3分钟，续驶里程可达500公里至700公里，很长时间以来，燃料电池汽车都被认为是国家新能源汽车技术路线终极解决方案。

    然而，与纯电动汽车相比，燃料电池汽车不仅在我国，在全世界的推广应用都不太理想。“本世纪初，在动力蓄电池能量密度达不到汽车使用需求的前提下，专家多认为燃料电池汽车是电动汽车的终极阶段，这可以理解。但是近年来，动力蓄电池技术已有重大进步，对此结论应重新评估。”在董扬看来，就当前技术状况，动力蓄电池电动汽车更适用于城市、短途、乘用车，而燃料电池汽车更适用于长途、重载、商用车。“二者是互为补充的关系，并不是互相替代的关系，至于将来孰优孰劣，由于技术还在发展，基础设施正在建设，商业模式也在持续不断创新，仍存在巨大变数。”董扬说。

    氢能燃料电池技术需要加快发展，这符合我国能源革命的需要。“但氢和电都是能源载体，并无‘终极’之说。”中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高也不同意“氢是终极能源”和“氢能燃料电池车是终极环保车”的说法。他认为，小型轿车对能量要求较低，锂电池可能发挥更大作用，“所以就新能源汽车而言，燃料电池与纯电将来会是共生共存”。

    “纯电动、氢燃料和混合动力，都有各自的优势，中国市场这么大，三条技术路线在今天和明天都是需要的。”在5月12日举行的第十届汽车蓝皮书论坛上，上海交通大学智能网联电动汽车创新中心主任殷承良说，至于未来究竟谁能胜出，“取决于技术进步和市场选择”。

    按照我国相关产业规划，到2030年，我国燃料电池汽车运营要达到100万辆。届时，中国有望成为全球最大的燃料电池汽车市场。如何加快燃料电池汽车的产业化步伐？“这需要汽车整车及能源大企业等产业主力军介入，产业主管部门牵头，选择条件较好的省域地区开展部省合作。”董扬认为，只有迅速形成万辆等级的生产，才能打通产业链。