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深度 | 當(dāng)我們大談新能源車(chē)的時(shí)候,燃料電池車(chē)的現(xiàn)狀和未來(lái)值得更多關(guān)注

2017-11-04 06:28 性質(zhì):轉(zhuǎn)載 作者:新智駕 來(lái)源:新智駕
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北京時(shí)間 11 月 2 日,第五屆中韓汽車(chē)產(chǎn)業(yè)論壇上,同濟(jì)大學(xué)校長(zhǎng)助理、智能型新能源汽車(chē)協(xié)同創(chuàng)新中心主任余卓平對(duì)燃料電池車(chē)目前的...

  北京時(shí)間 11 月 2 日,第五屆中韓汽車(chē)產(chǎn)業(yè)論壇上,同濟(jì)大學(xué)校長(zhǎng)助理、智能型新能源汽車(chē)協(xié)同創(chuàng)新中心主任余卓平對(duì)燃料電池車(chē)目前的發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行了深入解讀,并且對(duì)其未來(lái)趨勢(shì)進(jìn)行了展望。在他看來(lái),純電動(dòng)車(chē)、混合動(dòng)力車(chē)和燃料電池車(chē)都有各自的特點(diǎn)以及適應(yīng)的發(fā)展領(lǐng)域,所以未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間都會(huì)是并存的狀態(tài)。而且,隨著技術(shù)的進(jìn)步,燃料電池車(chē)的成本得以下降,而且安全性能也得到了提升,其未來(lái)非常值得期待。新智駕對(duì)分享內(nèi)容進(jìn)行了精編。

未來(lái)屬于新能源汽車(chē)

  中國(guó)去年發(fā)布了《新能源汽車(chē)路線(xiàn)圖》,其中預(yù)期 2030 年我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)量會(huì)超過(guò) 4000 萬(wàn)輛,這代表著中國(guó)的汽車(chē)產(chǎn)業(yè)還處在高速的發(fā)展期,這是讓大家興奮的點(diǎn)。

  但汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來(lái)的挑戰(zhàn)確實(shí)非常嚴(yán)峻,包括能源、環(huán)境以及交通方面的問(wèn)題。而新能源汽車(chē)包括燃料電池車(chē)的發(fā)展都是在能源和環(huán)境挑戰(zhàn)下汽車(chē)行業(yè)人士做出的應(yīng)對(duì)舉措。大家可以看到未來(lái)汽車(chē)能源要多元化、動(dòng)力要電動(dòng)化、控制要智能化。

  從動(dòng)力電動(dòng)化來(lái)看,包括純電動(dòng)車(chē)、插電混合動(dòng)力車(chē)以及燃料電池車(chē)。這三類(lèi)車(chē)大家經(jīng)常做比較,探討到底哪類(lèi)是未來(lái)新能源車(chē)的主要方向。

  整體來(lái)講,中國(guó)政府非常重視新能源汽車(chē)發(fā)展,中國(guó)有一句古話(huà)叫“十年磨一劍”。而新能源汽車(chē)“這一劍”,從第十個(gè)五年計(jì)劃(新智駕注:2001 年 — 2005 年)開(kāi)始,在中國(guó)已經(jīng)磨了足足二十年。中國(guó)在 2001 年的時(shí)候,科技部推動(dòng)第一個(gè)電動(dòng)汽車(chē)重大專(zhuān)項(xiàng)的實(shí)施,這里面布了一個(gè)非常好的局,包括“三縱三橫”的提法:燃料電池車(chē)、混合動(dòng)力車(chē)和純電動(dòng)車(chē)是三縱;電控、電機(jī)、電池是三個(gè)關(guān)鍵的共性技術(shù)。這個(gè)局對(duì)中國(guó)新能源汽車(chē)車(chē)發(fā)展起到非常重要的推動(dòng)作用,避免讓大家停留在爭(zhēng)議上。實(shí)際上只要我們把關(guān)鍵的共性技術(shù)做好了,這“三縱”便都有自己的發(fā)展空間。

  2014 年,Xi Jinping在視察上汽時(shí)明確提出新能源汽車(chē)的發(fā)展是中國(guó)汽車(chē)工業(yè)從汽車(chē)大國(guó)走向汽車(chē)強(qiáng)國(guó)的必由之路。在這樣的論點(diǎn)下面,現(xiàn)在全國(guó)對(duì)新能源汽車(chē)的發(fā)展形成了高度共識(shí)。所以這 3 年應(yīng)該是中國(guó)新能源汽車(chē)發(fā)展的快速增長(zhǎng)期。

燃料電池車(chē)、混動(dòng)車(chē)、電動(dòng)車(chē)三型并存

  實(shí)際上,在新能源汽車(chē)領(lǐng)域,純電動(dòng)車(chē)、混合動(dòng)力車(chē)和燃料電池車(chē)都有其各自的特點(diǎn)以及適應(yīng)的發(fā)展領(lǐng)域。大型長(zhǎng)途交通工具里燃料電池車(chē)有非常大的優(yōu)勢(shì),而在小型化城市短途車(chē)輛里純電動(dòng)車(chē)發(fā)展優(yōu)先級(jí)很高。所以在這些點(diǎn)上,大家把純電動(dòng)車(chē)和燃料電池車(chē)做一個(gè)非此即彼的競(jìng)爭(zhēng),我認(rèn)為沒(méi)有必要。在大型長(zhǎng)途交通工具里,將來(lái)燃料電池車(chē)一定有非常好的發(fā)展空間。

  最近,歐州多國(guó)紛紛推出禁止內(nèi)燃機(jī)車(chē)的時(shí)間點(diǎn),德國(guó)是 2030 年,英國(guó)、法國(guó)是 2040 年。他們認(rèn)為在 2040 年左右,傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)車(chē)所占比率基本下滑到很低的水平,混合動(dòng)力車(chē)有一個(gè)非常好的過(guò)渡過(guò)程,而燃料電池車(chē)從 2020 年開(kāi)始處在明顯的上升期。

  最近,汽車(chē)行業(yè)重要的零部件商宣布停掉柴油機(jī)的研發(fā)部門(mén),不做進(jìn)一步開(kāi)發(fā),只做現(xiàn)存市場(chǎng)的工程化開(kāi)發(fā),這就意味著柴油機(jī)的未來(lái)發(fā)展被切掉了。國(guó)內(nèi)也是這樣,從排放角度來(lái)看,柴油機(jī)面臨非常大的挑戰(zhàn),特別是進(jìn)入國(guó) 6 的排放標(biāo)準(zhǔn)以后,柴油機(jī)的發(fā)展受到非常大的制約,成本急劇上升。

  對(duì)汽車(chē)行業(yè)來(lái)講,純電動(dòng)車(chē)、混合動(dòng)力車(chē)、燃料電池車(chē)都是在近 20、30 年內(nèi)重要的市場(chǎng)產(chǎn)品,不會(huì)放棄任何一類(lèi)產(chǎn)品。對(duì)企業(yè)來(lái)講,三條路線(xiàn)都要根據(jù)其市場(chǎng)做相應(yīng)的選擇。

燃料電池車(chē)發(fā)展緩慢

  燃料電池車(chē)是新能源汽車(chē)?yán)锇l(fā)展最慢的一類(lèi)。燃料電池車(chē)因?yàn)殡x市場(chǎng)還有一段距離,所以呈現(xiàn)出非常有意思的“聯(lián)盟”的現(xiàn)象,像通用和本田這樣的車(chē)企間的聯(lián)盟,他們?cè)谕苿?dòng)燃料電池車(chē)的發(fā)展上應(yīng)該會(huì)起非常重要的作用。

  還有一個(gè)很重要的聯(lián)盟是汽車(chē)產(chǎn)業(yè)和能源工業(yè)的聯(lián)盟。我個(gè)人認(rèn)為,燃料電池車(chē)的發(fā)展實(shí)際上和能源結(jié)構(gòu)密切相關(guān),可再生能源因?yàn)槠洳环€(wěn)定性導(dǎo)致使用起來(lái)很不方便,不論是太陽(yáng)能還是風(fēng)能,大家都希望找到合適的儲(chǔ)能載體,把不穩(wěn)定的可再生能源轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的能源供給。國(guó)際上現(xiàn)在有一個(gè)很重要的論點(diǎn)是可再生能源發(fā)電,電解質(zhì)制氫,氫能源可以穩(wěn)定的儲(chǔ)存,這是將來(lái)燃料電池發(fā)展非常重要的一步。

  從燃料電池車(chē)發(fā)展水平來(lái)看,大家最早擔(dān)心的是因?yàn)槔锩娴拇呋瘎┮玫姐K金,成本太高。但是最近燃料電池的突破非常明顯,鉑金的用量大幅度減少,從最早每千瓦要 1 克左右的鉑金到現(xiàn)在已經(jīng)降到大概 0.3 克左右。在實(shí)驗(yàn)室里甚至已經(jīng)降到 0.1 克,如果能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化,鉑金的用量和現(xiàn)在內(nèi)燃機(jī)車(chē)的用量差不多,大家知道現(xiàn)在的內(nèi)燃機(jī)要用到三元催化器,這里面也要用到鉑金。所以燃料電池的成本這點(diǎn)大家已經(jīng)釋疑了,不會(huì)是制約燃料電池車(chē)發(fā)展的主要瓶頸。

  還有一個(gè)很有意思的現(xiàn)象,豐田汽車(chē) 2015 年推出商業(yè)化燃料電池車(chē)的時(shí)候宣布開(kāi)放 5000 多項(xiàng)有關(guān)燃料電池車(chē)的專(zhuān)利,希望大家一起推動(dòng)燃料電池車(chē)的發(fā)展。

  從國(guó)際范圍來(lái)看,商業(yè)化的燃料電池車(chē)實(shí)際上有三款車(chē)型,分別出自現(xiàn)代、豐田以及本田,這三款車(chē)應(yīng)該說(shuō)在近幾年引起了不小的轟動(dòng),所以我們講新的時(shí)代已經(jīng)來(lái)到。無(wú)論是歐洲還是日本、韓國(guó)美國(guó),都紛紛把燃料電池車(chē)發(fā)展的目標(biāo)制訂出來(lái),特別是基礎(chǔ)設(shè)施——加氫站的建設(shè)目標(biāo)也有非常好的規(guī)劃。

  舉個(gè)例子,2015 年,德國(guó)加氫站的分布非常稀疏,到 2020 年便要開(kāi)始成片,他們計(jì)劃到 2030 年整個(gè)德國(guó)加氫設(shè)施要連成非常完整的網(wǎng)絡(luò),大概有 1000 多座加氫站要建立起來(lái),而 2030 年并不遙遠(yuǎn)。

  我覺(jué)得這個(gè)發(fā)展是非??斓模蠹乙叨戎匾曔@個(gè)分支里面的技術(shù)進(jìn)展。

中國(guó)的燃料電池車(chē)

  從 2003 年第一塊燃料電池問(wèn)世到現(xiàn)在,中國(guó)的燃料電池車(chē)有將近 20 年的發(fā)展歷程。盡管在 2010 年世博會(huì)期間有好幾個(gè)汽車(chē)廠(chǎng)做了燃料電池車(chē),但是都是 10 輛以下的級(jí)別,都是在探索,沒(méi)有計(jì)劃。

  我個(gè)人比較贊賞的還是上汽集團(tuán),上汽集團(tuán)在燃料電池車(chē)這個(gè)領(lǐng)域持續(xù)跟進(jìn)和發(fā)展。大家可以看到最近有計(jì)劃的也是上汽集團(tuán),不管在轎車(chē)還是商用車(chē)方面,上汽集團(tuán)最近可能推出萬(wàn)輛級(jí)的燃料電池車(chē)的應(yīng)用發(fā)展規(guī)劃,這個(gè)力度現(xiàn)在還不是非常大,希望進(jìn)一步加大力度。

  一個(gè)插曲不得不提,從 2007 年左右到 2015 年這段時(shí)間,有將近七八年的時(shí)間中國(guó)燃料電池車(chē)發(fā)展走入一個(gè)低谷期。當(dāng)時(shí)美國(guó)奧巴馬政府上臺(tái),對(duì)燃料電池車(chē)的發(fā)展給了一個(gè)非常負(fù)面的判斷,認(rèn)為不會(huì)成為主流,美國(guó)的燃料電池車(chē)發(fā)展受到非常大的影響。

  中國(guó)那個(gè)時(shí)候便跟風(fēng)美國(guó),認(rèn)為美國(guó)都不做,中國(guó)也沒(méi)必要堅(jiān)持搞燃料電池車(chē)。而日本、韓國(guó)在最近十幾年里面,勤奮耕耘。實(shí)際上,在 2001 年左右,日本車(chē)企豐田的燃料電池技術(shù)非常落后,技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后當(dāng)時(shí)的通用、奔馳這些公司,但 2015 年它非常高調(diào)的秀出了商業(yè)化燃料電池車(chē)產(chǎn)品。

  所以中間我們經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的低谷期,現(xiàn)在大家的熱情又高漲起來(lái),其中也有很多推動(dòng)力。

  從技術(shù)方面來(lái)說(shuō),我國(guó)目前轎車(chē)的動(dòng)力平臺(tái)事實(shí)上一直在走一條“電電混合”的道路——既有燃料電池也有電池,而豐田、本田都在做全功率的燃料電池車(chē),這兩者的對(duì)比會(huì)非常有意思。

  燃料電池在商用車(chē)上的應(yīng)用在中國(guó)發(fā)展也非??臁4饲?,聯(lián)合國(guó)環(huán)境署專(zhuān)門(mén)在幾個(gè)發(fā)展中國(guó)家開(kāi)展燃料電池車(chē)示范運(yùn)動(dòng),中國(guó)是其中一個(gè),第一期落地北京,我們從奔馳買(mǎi)了幾輛燃料電池大客車(chē),180 萬(wàn)美金一輛,貴得嚇人。后來(lái),我們開(kāi)始推出自己的燃料電池車(chē),事實(shí)上在世博會(huì)期間,我們?cè)谏虾J痉兜娜剂想姵乜蛙?chē)大概在 500 萬(wàn)人民幣左右,最近已經(jīng)可以將成本降到 200 萬(wàn)人民幣左右。

  非常有意思的是,在做成本分析時(shí),乘用車(chē)過(guò)了 400 公里以上的續(xù)航里程,采用燃料電池反而便宜。而商用車(chē)的交叉點(diǎn)在 100 公里續(xù)航里程,就是說(shuō) 100 公里以下,純電動(dòng)車(chē)有優(yōu)勢(shì);100 公里以上,燃料電池車(chē)反而更適合?,F(xiàn)在公交客車(chē)都要求一天 300 公里左右的續(xù)航里程,所以燃料電池車(chē)會(huì)很有競(jìng)爭(zhēng)力。

  所以,我認(rèn)為我們的客車(chē)采用“電電混合”的路線(xiàn)可能會(huì)比較合理,它的動(dòng)力平臺(tái)也非常有特色。

  另外,我們?cè)谌剂想姵剀?chē)的測(cè)試平臺(tái)建設(shè)上也花了一些力氣,但是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

  最近我參觀(guān)日本豐田汽車(chē)公司,看了其燃料電池的實(shí)驗(yàn)室,從工程化檢驗(yàn)設(shè)施水平來(lái)看,中國(guó)在這一點(diǎn)上差得還很遠(yuǎn)。監(jiān)測(cè)手段落后,不光技術(shù)有差距,能力上也有差距。豐田一萬(wàn)多平方米的設(shè)備,可以進(jìn)行各種環(huán)境下的耐久性、可靠性的實(shí)驗(yàn)。這些我們?cè)谧?,但投入有限?/P>

  而在多元?jiǎng)恿ο到y(tǒng)的控制上面,我們還是很有特色的,因?yàn)槲覀円恢蓖啤半婋娀旌稀薄?/P>

  在高壓儲(chǔ)氫的裝置上面,國(guó)內(nèi) 35 兆帕的儲(chǔ)氫瓶應(yīng)該沒(méi)有問(wèn)題,但是 78 兆帕儲(chǔ)氫瓶,我們國(guó)家由于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的問(wèn)題,現(xiàn)在還有差距,現(xiàn)在在研發(fā)過(guò)程中。按照國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)法規(guī),70 兆帕的氫瓶是不允許生產(chǎn)的,要發(fā)展還有很大的制約。

  氫基礎(chǔ)設(shè)施這個(gè)領(lǐng)域,現(xiàn)在中國(guó)建好在用的加氫站可能一個(gè)手指頭就能數(shù)完,有一些都是很臨時(shí)的簡(jiǎn)易加氫站?,F(xiàn)在很多城市開(kāi)始做規(guī)劃,估計(jì)會(huì)有新一輪的加氫基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展高潮。

  燃料電池車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈也在逐漸形成,包括關(guān)鍵零部件、關(guān)鍵材料、能源系統(tǒng)、服務(wù)平臺(tái)等,但不算很完整。

  我們國(guó)家產(chǎn)業(yè)導(dǎo)向很明顯,現(xiàn)在新能源汽車(chē)政策很好,但是燃料電池車(chē)應(yīng)該如何鼓勵(lì)還是不明晰的。燃料電池車(chē)應(yīng)該從能源角度有一個(gè)明確政策出來(lái),氫能在未來(lái)的國(guó)家體系中的位置如果盡早的明晰,燃料電池車(chē)的發(fā)展會(huì)有得到更好更快的推動(dòng)。

  總結(jié)起來(lái),政府產(chǎn)業(yè)政策要明朗、大企業(yè)要在這個(gè)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)向下發(fā)力,如果兩者兼得,我相信中國(guó)燃料電池車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展非常值得期待。

同濟(jì)大學(xué)的探索

  同濟(jì)大學(xué)最近這 20 年一直致力于推動(dòng)新能源汽車(chē)的發(fā)展。

  2014 年,我們組建了“智能型新能源汽車(chē)協(xié)同創(chuàng)新中心”,是由車(chē)企和高校組成的緊密聯(lián)盟,包括上汽集團(tuán)、清華大學(xué)、天津大學(xué)、湖南大學(xué),致力于在 3 個(gè)領(lǐng)域開(kāi)展創(chuàng)新活動(dòng),其中一個(gè)就是電動(dòng)化。

  我們提出的一個(gè)重要概念是“柔性化電源”,意指將來(lái)的新能源汽車(chē)上會(huì)有電池也會(huì)有油電的增程器、燃料電池増程器。所以將來(lái)的電源可以根據(jù)車(chē)輛的工況做柔性配置?,F(xiàn)在的經(jīng)營(yíng)性車(chē)輛、物流車(chē)、公交車(chē),客車(chē),我認(rèn)為因?yàn)樗情g接性跑的,增程式的燃料電池車(chē)有非常好的利用空間,成本也低。事實(shí)上也有利于它的壽命和各方面的表現(xiàn),性能一點(diǎn)不會(huì)差。

  另外在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)上,我自己本人一直堅(jiān)信將來(lái)的電動(dòng)機(jī)一定會(huì)裝到輪子上去,就是電動(dòng)車(chē)一定是那種滑板性的結(jié)構(gòu),就是電機(jī)和輪子是一體的,這會(huì)改寫(xiě)汽車(chē)整個(gè)的行駛動(dòng)力學(xué),我們也一直期待這一點(diǎn),也為此做努力?!就辍?BR>

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