“前不久，我們在張家口交付了49輛氫燃料動力電池公交車。下一步，張家口市計(jì)劃結(jié)合2022年冬奧會，將相當(dāng)比例的公交車替換為氫燃料動力電池客車。”

日前，在清華大學(xué)召開的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)新論壇上，北汽集團(tuán)總經(jīng)理張夕勇透露，面向2022年北京冬奧會，北汽正在開發(fā)續(xù)駛里程超過450公里的第四代氫燃料動力電池客車，以及續(xù)航里程超過350公里的第二代氫燃料動力電池物流車。

與之相關(guān)的另一則新聞是，《日本經(jīng)濟(jì)新聞》報(bào)道稱，日產(chǎn)宣布暫停與戴姆勒及福特合作開發(fā)燃料動力電池車的計(jì)劃，將力量集中于發(fā)展電動汽車。曾經(jīng)備受熱捧的氫燃料動力電池技術(shù)，在其大本營日本遭遇了發(fā)展瓶頸。

氫燃料動力電池車的逐步發(fā)力，會對發(fā)展勢頭正火的電動汽車形成威脅嗎?為何氫燃料動力電池汽車在國外會被“拋棄”?它在商業(yè)化應(yīng)用中又遭遇了什么“攔路虎”?

并非替代燃料汽車可補(bǔ)電動汽車短板

我國從2009年開始推廣新能源汽車，截至2017年底，我國累計(jì)推廣新能源汽車超180萬輛，已成全球新能源汽車推廣量最大的國家。如同純電動汽車相同，氫燃料動力電池車也屬于新能源汽車，目前只處于示范運(yùn)營階段。燃料動力電池包括但不限于氫燃料、甲烷燃料、甲醇燃料動力電池等，當(dāng)前行業(yè)普遍認(rèn)可的是質(zhì)子交換膜氫燃料動力電池。

值得注意的是，燃料動力電池也不是新晉“網(wǎng)紅”，早在上世紀(jì)60年代，堿性燃料動力電池就被用于宇宙飛船和登月飛行。而在國內(nèi)，2006年，北汽福田和清華大學(xué)、億華通科技公司組建了聯(lián)合研發(fā)團(tuán)隊(duì)，承擔(dān)了國家863計(jì)劃氫燃料動力電池客車研發(fā)工作，兩年后成功推出第一代氫燃料動力電池客車，服務(wù)于2008年北京奧運(yùn)會。

為何在電動汽車已成主流技術(shù)路線時，重提發(fā)展燃料動力電池汽車?業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，電動汽車存在充電耗時長、續(xù)航里程短的短板，而燃料動力電池車輛適合應(yīng)用在重載、長途交通領(lǐng)域，正好彌補(bǔ)電動汽車的不足。

“從長遠(yuǎn)來看，氫燃料是汽車能源的一種最終解決方法，我國對氫燃料動力電池車的研發(fā)一直沒有停頓。”我國電動汽車百人會理事長陳清泰說，氫能的開發(fā)利用中，難度最大、最典型的應(yīng)用場景就是氫燃料動力電池汽車，把它作為氫能利用的技術(shù)突破口是很好的選擇。

在陳清泰看來，氫燃料汽車與純電動汽車并非替代關(guān)系，這兩種新能源汽車都能實(shí)現(xiàn)零排放，且在不同的應(yīng)用場景中各有所長，兩者將實(shí)現(xiàn)并行發(fā)展，不可顧此失彼。

那么，純電動汽車與氫燃料動力電池汽車在成本優(yōu)勢上，誰會更勝一籌?中科院院士、清華大學(xué)教授歐陽明高坦言，續(xù)航里程在500公里以內(nèi)，氫燃料動力電池轎車沒有成本優(yōu)勢;續(xù)航里程在100公里以上，氫燃料動力電池商用車就具備成本優(yōu)勢。因此，鋰離子電池系統(tǒng)更適合替代汽油機(jī)，氫燃料動力電池系統(tǒng)更適合替代柴油機(jī)。

前景可觀技術(shù)與成本掣肘商業(yè)化

近年來，氫燃料汽車在全球范圍內(nèi)發(fā)展迅速。國際氫能委員會在2017年十一月公布的《氫能源未來發(fā)展趨勢調(diào)研報(bào)告》顯示，到2050年，氫能源需求將是目前的十倍。預(yù)計(jì)到2030年，全球燃料動力電池乘用車將達(dá)到1000萬—1500萬輛。

我國《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》提出，要系統(tǒng)推進(jìn)燃料動力電池汽車研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，到2020年，實(shí)現(xiàn)燃料動力電池汽車批量生產(chǎn)和規(guī)模化示范應(yīng)用。《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》則明確了時間表，到2020年、2025年和2030年，我國燃料動力電池汽車的發(fā)展目標(biāo)分別為5000輛、5萬輛以及百萬輛。

陳清泰表示，2017年，全國燃料動力電池商用車的產(chǎn)量達(dá)到1226輛，燃料動力電池電動汽車開始進(jìn)入試運(yùn)行階段。可喜的是，我國大型能源公司開始高調(diào)進(jìn)入，紛紛將氫能納入發(fā)展戰(zhàn)略，加大對氫能技術(shù)的研發(fā)投入，氫燃料動力電池相關(guān)零部件和專業(yè)性公司也在快速上升。

我國氫燃料動力電池汽車領(lǐng)域在快速發(fā)展的同時，也暴露出一系列問題。全國政協(xié)副主席、我國科協(xié)主席萬鋼指出，燃料動力電池汽車的商業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化滯后，特別是產(chǎn)業(yè)生態(tài)和市場還沒有建立，具體來說有幾個比較顯著的問題：國內(nèi)氫燃料汽車部分關(guān)鍵技術(shù)難題久攻不下，且與國外差距明顯;產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化進(jìn)度顯著落后。此外，產(chǎn)業(yè)鏈較薄弱，工程化能力不足，公司主體用途缺失;制氫、供氫和加氫的系統(tǒng)較落后，造成氫成本劇增;技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、檢測體系嚴(yán)重滯后等。

但涉及氫燃料動力電池汽車的商業(yè)化，張夕勇直言要闖過“三道關(guān)”，首先是技術(shù)關(guān)。目前氫燃料動力電池汽車的電堆體積功率密度、低溫性能、氣瓶壓力等核心指標(biāo)還有很大提升空間。質(zhì)子交換膜、雙極板、高壓氣瓶等核心部件，從目前領(lǐng)先和追趕的公司指標(biāo)上就能看出差距。

“目前氫燃料動力電池汽車的發(fā)展階段，與10年前的純電動汽車的發(fā)展階段基本相似。”張夕勇說，第二關(guān)是成本關(guān)。從材料購置成本和使用成本的角度來看，氫燃料動力電池汽車都高于純電動汽車，更無法和傳統(tǒng)燃油汽車競爭。

第三關(guān)則是商業(yè)模式，即場景關(guān)。“氫燃料動力電池汽車在300公里以上長續(xù)航里程的使用場景更具優(yōu)勢。從制氫、儲備、加注來看，在制氫場所100公里內(nèi)集中布局加氫站比較科學(xué)合理。”張夕勇稱，氫燃料動力電池車更適合用于中遠(yuǎn)途和小范圍物流，如公交車、班車、擺渡車、出租車等。

目前，我國運(yùn)營的加氫基礎(chǔ)設(shè)施約有12座。我國工程院院士干勇認(rèn)為，雖然我國加氫站當(dāng)前規(guī)模較小，但已暴露出一些問題。我國加氫站尚無法按照國際標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)3—5分鐘快速加氫，達(dá)不到商業(yè)化運(yùn)營標(biāo)準(zhǔn);壓縮機(jī)、加氫機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備選型追求低價(jià)，無法滿足長期持續(xù)可靠運(yùn)營要求……

打通“堵點(diǎn)”構(gòu)建氫能產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)

從頂層設(shè)計(jì)到規(guī)格，燃料動力電池汽車從來沒有輸給純電動和插電式混動兩類新能源汽車，在政策加持下，資本正在涌入氫燃料動力電池車市場。當(dāng)國外車企在燃料動力電池面前打退堂鼓時，國內(nèi)車企卻在加大研發(fā)力度。

“從運(yùn)用期向產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)型是一個十分艱難的過程，一些發(fā)達(dá)國家和跨國公司對此已經(jīng)做了長期的努力，有的半途退出了，我國公司對此要有充分的準(zhǔn)備。”陳清泰提醒。

顯然，要構(gòu)建氫能產(chǎn)業(yè)的生態(tài)系統(tǒng)，專家們直陳的問題怎么也繞不開，要政府、公司、研究機(jī)構(gòu)等多方共同努力。干勇表示，氫能產(chǎn)業(yè)較為復(fù)雜，要充分發(fā)揮體制優(yōu)勢。氫能的應(yīng)用牽扯到一系列的綜合技術(shù)，從材料到運(yùn)輸、加氫，乃至最后運(yùn)行的全生命周期，要一個清晰的操作路徑，國家頂層設(shè)計(jì)尤為重要。

在業(yè)界專家看來，破解對氫氣燃料動力電池車的恐慌和技術(shù)難題只是時間問題。為加速氫燃料動力電池汽車的發(fā)展，張夕勇建議，可通過組建產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，設(shè)立專項(xiàng)基金，支持基礎(chǔ)共性技術(shù)和核心關(guān)鍵技術(shù)研究。

“綜合考慮氫能和氫燃料動力電池汽車在全生命周期的能源效率、減排效果，利用補(bǔ)貼、稅收、碳交易等政策杠桿，支持加快推廣氫燃料動力電池汽車。”張夕勇建議，選擇一批城市開展氫燃料動力電池汽車的推廣試點(diǎn)，從細(xì)分市場確定商業(yè)推廣、加氫設(shè)施建設(shè)等方面，從政策引導(dǎo)、推廣規(guī)劃、推廣運(yùn)營補(bǔ)貼等方面加強(qiáng)引導(dǎo)和支持。