氫燃料電池的優勢和成本問題解析

2020-12-01 第一電動網

4月4日，美股氫燃料板塊領頭羊普拉格能源(PLUG)宣布，該公司已收購ReliOn資產，後者是總部位於美國華盛頓州的氫燃料電池組技術和燃料電池系統開發企業。六天前，上汽集團與大眾剛剛在德國籤署了聯合聲明，開展燃料電池技術合作。日本兩大車企豐田和本田也相繼宣布，將於2015年開闢新的「戰場」——將其開發的燃料電池車正式推向市場，每款產品計劃年銷量為1000輛。氫燃料電池一夜之間重回大眾視野。

氫燃料電池更具優勢

上汽是目前國內真正在進行氫能源研發的汽車廠商。「氫能源汽車是新能源汽車的終極目標。」

上汽新能源及技術管理部總經理幹頻認為，因為與日前炙手可熱的純電動車相比，氫燃料電池能解決純電動車存在的重量過重，穩定性差等問題。而隨著氫來源問題得到解決後,氫燃料電池汽車將最終取代純電動汽車。

「混合動力是短期目標，純電動車是中期目標，而氫燃料電池是新能源汽車的終極目標。是上汽早在新能源汽車「十二五」規劃中就確定的內容。

幹頻在一次內部講話中認為，特斯拉有革命性的一面，但根本算不上一次革命。雖然特斯拉確實為汽車行業帶來很多新鮮的做法，比如設計理念、車輛結構、營銷策略等等。但特斯拉仍然突破不了電動車普遍遇到的瓶頸問題。

「雖然它能達到較大續駛裡程，但它犧牲了安全性和經濟性。為了提高續駛裡程，特斯拉加大了電池的用量。特斯拉採用鎳鈷鋁鋰離子電池而不是中國企業一般採用的磷酸鐵鋰電池，7000多節電池組重達500多公斤，整車自重高達2.1噸。」

此外，在中國特斯拉也並不是一輛環保的車。幹頻告訴作者，「特斯拉平均每公裡的耗電是在0.18度左右，按照美國的核電來說，它大概每公裡排放二氧化碳 122g。但在中國煤電環境下，它每公裡排放175g—190g。而現在國內傳統車才150g至160g，它比傳統車的二氧化碳排放還高。」幹頻表示。

所以在上汽研發團隊眼裡，特斯拉沒法起到顛覆整個汽車行業的作用，它還不足以擔當這個重任。在上汽的計劃表中，顛覆整個汽車行業的未來汽車，還是氫燃料電池汽車。

扎堆押注氫燃料

上汽八年前開始投入開發氫燃料電池汽車，至今已陸續投入超過10億元人民幣,目前上汽專門研發氫燃料電池汽車的團隊超過100人，並計劃於2015年實現小批量生產。

上汽的投入和規模並不算大，豐田氫燃料電池的研發團隊多達一千多人。作為混合動力車領導者的豐田，準備在氫燃料電池上也領先一步。豐田計劃2015年於日本、美國與歐洲市場上市一款新的燃料電池轎車。並希望這種車型的年銷量到2020年可以過一萬輛。

除此以外還有本田、奔馳。本田正在開發的一款燃料電池轎車預計將在2015年11月上市，這款車充滿一次電可以行駛約310英裡(約500公裡)，是目前電動車行駛裡程的兩倍。本田給其設定的銷售目標為5年內售出5000輛，銷售目標市場主要在日本、美國和歐洲。

而梅賽德斯-奔馳汽車公司計劃在2017年推出一款全新氫燃料電池車。現代也正在緊鑼密鼓地打造全新ix35氫燃料電池車型。

氫燃料電池車的工作原理是通過氫進行發電：純氫被注入罐中與空氣中的氧氣混合產生水，這一過程同時也能產生電。產生的電能帶動電動機工作，繼而驅動汽車的機械傳動結構。

與純電動車相比，氫燃料電池有著不可比擬的優勢，不僅清潔，而且分量輕、加氣快速。

如一輛車蓄時裡程400公裡，僅需50千瓦的燃料電池堆，大約加5公斤的氫氣就可以，而同樣一輛純電動汽車跑400公裡，所需鋰電池的重量大約為700公斤。

與此同時，氫燃料電池還能解決純電動汽車充電時間長的問題，如奔馳目前研發的車型基於B級F-Cell，動力系統由母公司戴姆勒、雷諾-日產和福特共同研發，採用的碳纖維氫氣罐三分鐘內就可以加滿氣。

成本難題怎麼攻破

政府推廣氫燃料電池汽車力度，比純電動汽車和插電式混合動力汽車大得多。在國務院印發的《節能與新能源汽車產業發展規劃》中提到，「十二五」期間我國將繼續 開展燃料電池汽車運行示範，帶動氫的製備、儲運和加注技術發展，使我國燃料電池汽車、車用氫能源產業與國際同步發展。而在消費層面，如果消費者購買氫燃料電池汽車，最高可以得到25萬元的補貼。

我國汽車企業也曾在2006年以前，一哄而起對氫燃料電池汽車進行投資，不過，此後，除上汽以外，幾乎所有的自主品牌汽車企業退出了對燃料電池汽車的研究。目前，燃料電池汽車的研發項目，主要由同濟大學、交通大學等大學來承擔。

車企退出氫燃料電池汽車研究的原因主要是氫燃料電池離量產遙不可及。氫燃料電池汽車目前面臨的最大問題是，燃料電池堆的成本和使用壽命問題。如功率100瓦 相當於1.8L排量的氫燃料電池汽車，僅氫燃料電池組的成本就接近100萬元人民幣；而氫燃料電池組在頻繁高低速輪換中，也容易縮短使用壽命。此外氫氣的來源也是問題，制氫所需的成本，比煉油和發電還高。

2007年上汽就入股新源動力，新源動力是專攻車用氫燃料電池系統的公司。在上汽和新 源動力一起研發的氫燃料電池車中，正在研發增程式燃料電池車。也就是短途用電，長途用氫燃料電池堆發電，目的是解決成本和使用壽命的問題。由於短途採用純 電，燃料電池堆僅在長途時使用，所以，燃料電池堆的功率可以降低，從而降低成本；同時，燃料電池只在遠途跑高速時使用，同時也減少了由於高低速輪換對燃料 電池堆壽命產生的影響。

豐田也透露，2015年推出的零排放的燃料電池車，成本將控制在10萬美元以下。豐田計劃到2020年時，氫燃料電池汽車的成本可以下降到300萬至500萬日元(約合人民幣18.27萬至30.45萬元)。

在收購了ReliOn的資產後，普拉格能源總裁兼執行長安迪·馬什表示，普拉格在2014年中的目標之一是擴大公司的燃料電池組技術專利，以便增強產品性能。至於氫氣的來源問題，幹頻認為隨著技術的成熟，獲得低成本的氫氣也成為可能。工業副產品氫，也就是那些煉焦炭、煤炭產生的氫氣的收集，足夠上千萬輛氫燃料電池汽車使用，而風電、太陽能、核電普及以後，制氫的成本也會更低。

來源：車雲網

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