中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：車企在氫燃料電池領(lǐng)域的布局明顯加快了步伐。
近日，海馬汽車宣布將在新一代氫燃料電池車型上搭載豐田旗下完整的氫燃料電池部件和系統(tǒng)。在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，豐田已經(jīng)與福田汽車、北京億華通展開合作，共同推出氫燃料電池客車，同時(shí)向多家商用車企業(yè)提供氫燃料電池組件。不過，與海馬合作是豐田汽車在中國(guó)市場(chǎng)首個(gè)氫燃料乘用車項(xiàng)目。
在氫燃料電池領(lǐng)域，豐田、現(xiàn)代、本田走在了前列，均已推出氫燃料電池乘用車。今年，寶馬集團(tuán)也將推出氫燃料電池乘用車?！皻潆姵氐碾妱?dòng)車是補(bǔ)充車體零排放產(chǎn)品的理想技術(shù)，寶馬今年將在幾個(gè)小規(guī)模市場(chǎng)小批量地投放寶馬氫燃料電池iX5，以進(jìn)行測(cè)試和展示?！睂汃R（中國(guó)）汽車貿(mào)易有限公司總裁邵賓4月1日在中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)論壇（2023年）上表示，該車最大輸出功率可達(dá)295kW（401馬力），6秒內(nèi)完成百公里加速；在WLTP工況下，寶馬iX5 Hydrogen氫燃料電池車最大續(xù)航里程為504km，充滿儲(chǔ)氫罐只需要3~4分鐘。
中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2022年全年燃料電池汽車產(chǎn)銷分別達(dá)到3628輛與3367輛，創(chuàng)下有史以來(lái)的最好成績(jī)。但相較于純電動(dòng)車的銷量規(guī)模，氫燃料電池車的市場(chǎng)應(yīng)用目前仍很有限。
搶跑氫燃料電池賽道
相較于純電動(dòng)汽車，燃料電池汽車的能量比較高，而且加氫時(shí)間、駕駛的舒適型可與燃油車媲美。過去多年來(lái)，日本和韓國(guó)的汽車制造商一直在開發(fā)和推動(dòng)氫燃料電池汽車。其中，現(xiàn)代汽車旗下的NEXO車型是全球最暢銷氫燃料電池車。豐田氫燃料乘用車Mirai則在2014年1就開始在日本銷售，到2019年，豐田氫燃料電池車型Mirai在全球的累計(jì)銷量突破1萬(wàn)輛。除了豐田對(duì)外出售燃料電池系統(tǒng)外，本田也計(jì)劃2025開始每年對(duì)外銷售2000套燃料電池系統(tǒng)，爭(zhēng)取到2030年每年銷售6萬(wàn)套。
值得注意的是，寶馬集團(tuán)推出的氫燃料電池車BMW iX5 Hydrogen也是從豐田汽車采購(gòu)的燃料電池單體。不過，氫燃料電池系統(tǒng)由寶馬位于慕尼黑的氫能技術(shù)中心生產(chǎn)，電堆殼體、為燃料電池電堆輸送氫氣和氧氣的壓力板則在寶馬集團(tuán)蘭茨胡特工廠制造。
根據(jù)外媒報(bào)道，iX5 Hydrogen的首席工程師Jürgen Guldner透露，氫燃料電池車的成本相比此前已經(jīng)大幅下降。但總體來(lái)看，氫燃料電池車動(dòng)力總成價(jià)格依然非常高昂，這并非是原材料成本的問題，而是產(chǎn)量過于稀少，但這種情況未來(lái)大概率會(huì)改變。寶馬的研究結(jié)果表明，在未來(lái)十年內(nèi)，氫燃料電池汽車的成本可能與純電動(dòng)汽車相當(dāng)。同時(shí)，寶馬的目標(biāo)是將氫氣罐的體積縮減到電池組一樣的大小，使 BMW Neue Klasse 架構(gòu)能兼容氫燃料電池和普通電池組。
從國(guó)內(nèi)車企來(lái)看，近幾年的政策拉動(dòng)在的一定程度上催熱了中國(guó)燃料電池車的發(fā)展。長(zhǎng)城汽車、上汽、吉利、廣汽等均在這一領(lǐng)域均有所布局。部分車企在去年前后推出了氫燃料電池乘用車，但整體上推廣的數(shù)量有限。長(zhǎng)安旗下新能源品牌深藍(lán)在去年重慶車展上發(fā)布了包含氫電版的車型深藍(lán) SL03，隨后廣汽集團(tuán)發(fā)布了全新的氫能源動(dòng)力系統(tǒng)，并發(fā)布了全新的氫能源 MPV 概念車綠境 SPACE。
在商用化層面，氫能物流重卡已成為氫燃料電池行業(yè)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的主要場(chǎng)景之一。2022年購(gòu)置氫燃料電池重卡協(xié)議的訂單數(shù)量大幅突破，從去年7月份以來(lái)到年底突破了1萬(wàn)輛。燃料電池的使用壽命普遍比鋰電池長(zhǎng)，長(zhǎng)期使用成本低于純電動(dòng)卡車。不過，氫燃料電池重卡購(gòu)買成本仍較高，目前一輛氫燃料電池重卡的售價(jià)普遍達(dá)到百萬(wàn)元以上。同時(shí)，加氫等使用成本也相對(duì)高。未勢(shì)能源副總裁解超朋在接受第一財(cái)經(jīng)記者采訪時(shí)表示，對(duì)于氫燃料電池產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)，當(dāng)市場(chǎng)達(dá)到一定的規(guī)模后，運(yùn)營(yíng)成本會(huì)遠(yuǎn)低于鋰電池、接近于燃油車。到2025年時(shí)，和燃油車、鋰電池車相比，氫燃料電池重卡車在全生命周期將具有優(yōu)勢(shì)。
不過，對(duì)于氫燃料電池在乘用車上的應(yīng)用，業(yè)內(nèi)仍然存在一定的爭(zhēng)議，這主要也在于燃料電池商業(yè)化面臨成本高昂、加氫站基礎(chǔ)設(shè)施不完善等挑戰(zhàn)。以豐田Mirai為例，其以進(jìn)口形式在國(guó)內(nèi)的起售價(jià)達(dá)74.8萬(wàn)元，遠(yuǎn)高于豐田燃油車的售價(jià)。中國(guó)工程院院士衣寶廉曾公開表示，要實(shí)現(xiàn)無(wú)補(bǔ)貼的燃料電池車商業(yè)化，必須大幅度降低燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的成本和氫氣的成本，同時(shí)降低加氫站的建設(shè)費(fèi)用。
國(guó)內(nèi)技術(shù)仍面臨卡脖子問題
中國(guó)工程院院士歐陽(yáng)明高指出，目前發(fā)展氫燃料電池還需要解決多方面的問題，包括成本降低，加大功率，提高效率以及延長(zhǎng)壽命等。從成本方面來(lái)看，燃料電池成本去年已經(jīng)降到3000元/千瓦，今年會(huì)繼續(xù)降，2025年估計(jì)到1000元/千瓦。同時(shí)，車載儲(chǔ)氫瓶的成本也需要大幅降低。功率方面，燃料電池部分負(fù)荷效率比額定負(fù)荷效率高，因此加大功率可以把常用工況點(diǎn)移到高效區(qū)。而目前燃料電池重卡氫耗還偏高，因此額定效率也需要提高。
在壽命方面，目前氫燃料電池的壽命是1.8萬(wàn)小時(shí)左右，歐陽(yáng)明高表示到2025年需要提高到2.5萬(wàn)小時(shí)，到2030年做到3萬(wàn)-3.5萬(wàn)小時(shí)，滿足行駛里程120萬(wàn)-150萬(wàn)公里?！斑@是國(guó)內(nèi)的燃料電池系統(tǒng)壽命，國(guó)際最好水平已經(jīng)可以達(dá)到這一指標(biāo)。”
“當(dāng)前國(guó)內(nèi)整個(gè)氫燃料電池系統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)力在快速提升，但是部分核心零部件與國(guó)外差距仍很大?！蔽磩?shì)能源科技有限公司副總裁解超表示，氫燃料電池系統(tǒng)主要包括電堆、質(zhì)子交換膜、膜電極、雙極板、催化劑，儲(chǔ)氫系統(tǒng)主要包括儲(chǔ)氫瓶、瓶口閥和減壓閥等核心零部件。其中，閥門嚴(yán)重依賴進(jìn)口，質(zhì)子交換膜和催化劑也未取得實(shí)質(zhì)性突破?！安皇菄?guó)內(nèi)企業(yè)造不出來(lái)，而是在使用壽命、技術(shù)等方面達(dá)不到國(guó)外的水平。”
中國(guó)科學(xué)院院士孫世剛在百人會(huì)論壇上指出，燃料電池是一個(gè)小型“化工廠”，是非常復(fù)雜的。這里面有兩方面的問題需要考慮，一是氫氣的來(lái)源，從成本來(lái)看，目前電解水的成本最高，雜質(zhì)比較少，工業(yè)上存在大量廉價(jià)的重整氫、副產(chǎn)氫，因含有毒化物種無(wú)法使用，因此要發(fā)展陽(yáng)極抗毒化催化劑，只讓氫氣到達(dá)反應(yīng)界面，阻擋其他物質(zhì)。
氫氣方面有兩個(gè)方向，一是構(gòu)筑分子選擇性通道，只讓氫氣達(dá)到反應(yīng)位點(diǎn)進(jìn)行反應(yīng)就能實(shí)現(xiàn)有效抗毒化。二是研發(fā)催化活性和穩(wěn)定性更高的催化劑。“氫氧燃料電池對(duì)催化劑的要求是高催化活性、高穩(wěn)定性、長(zhǎng)壽命，目前只有鉑族金屬可以用，但鉑族金屬資源少，價(jià)格昂貴。當(dāng)前鉑基催化劑被少數(shù)幾家國(guó)際公司所壟斷，研發(fā)催化活性和穩(wěn)定性更高的催化劑并實(shí)現(xiàn)商品化應(yīng)用是關(guān)鍵，希望我國(guó)的催化劑產(chǎn)業(yè)要跟上，如果不解決這個(gè)問題，大規(guī)模發(fā)展是不可能的?！睂O世剛表示。
天風(fēng)證券發(fā)布的一份研報(bào)顯示，中國(guó)氫燃料電池產(chǎn)業(yè)目前與2012年鋰電池極為相似，政策自上而下支持，技術(shù)達(dá)到產(chǎn)業(yè)化條件，企業(yè)加快布局速度，產(chǎn)業(yè)鏈國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程開啟，資本市場(chǎng)投融資熱度持續(xù)上升。與日本、美國(guó)相似，我國(guó)氫燃料電池產(chǎn)業(yè)有較大的增量，處在行業(yè)上升階段，萬(wàn)億級(jí)產(chǎn)業(yè)挖掘大幕已經(jīng)拉開。
