憑借零排放、續(xù)航里程長(zhǎng)、加氫時(shí)間短、能量轉(zhuǎn)換效率高等特性， 氫燃料電池汽車正逐漸進(jìn)入小規(guī)模商用階段。以國(guó)內(nèi)市場(chǎng)為例，2019年國(guó)內(nèi)燃料電池汽車銷量就達(dá)到了2.737輛，相較于2018年的1.527輛，大增79.2%。按最新規(guī)劃，今年國(guó)內(nèi)燃料電池汽車銷量爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)5.000到1萬輛的規(guī)模，2025年實(shí)現(xiàn)5萬到10萬輛的規(guī)模，到2030年?duì)幦?shí)現(xiàn)百萬輛規(guī)模。
氫燃料電池汽車如此廣闊的發(fā)展空間，在近兩年吸引了眾多車企和零部件企業(yè)紛紛布局。例如本田、豐田、現(xiàn)代等整車廠，目前均已推出了可量產(chǎn)的氫燃料電池汽車，另外諸如大眾、奧迪、寶馬、雷諾、吉利、長(zhǎng)城等也在進(jìn)行相關(guān)的技術(shù)探索。而在零部件領(lǐng)域，博世、蓋瑞特、佛吉亞、現(xiàn)代摩比斯等巨頭亦在積極響應(yīng)市場(chǎng)需求，加大對(duì)氫燃料電池汽車相關(guān)技術(shù)的投入。
氫燃料電池未來可期跨國(guó)零部件巨頭爭(zhēng)相布局
近日，佛吉亞宣布其已獲得現(xiàn)代汽車重要訂單——為現(xiàn)代汽車提供完整的儲(chǔ)氫系統(tǒng)，包括10.000臺(tái)儲(chǔ)氫罐。據(jù)悉，這些產(chǎn)品均將在佛吉亞位于法國(guó)巴旺、專注儲(chǔ)氫罐技術(shù)研發(fā)的全球技術(shù)中心內(nèi)進(jìn)行生產(chǎn)，預(yù)計(jì)2021年初開始交付。2019年7月，佛吉亞投資了約2.500萬歐元在其位于法國(guó)巴旺的佛吉亞研發(fā)中心內(nèi)成立全球技術(shù)中心，用于研發(fā)儲(chǔ)氫系統(tǒng)，該中心計(jì)劃于2020年第二季度起投入運(yùn)營(yíng)。
此次佛吉亞成功獲得現(xiàn)代汽車訂單，可以說是對(duì)其過去幾年在氫燃料電池領(lǐng)域所做的努力給予的肯定。為推動(dòng)氫燃料電池在汽車行業(yè)的發(fā)展，過去幾年佛吉亞投入了大量資源，來探索這項(xiàng)技術(shù)的可能性。例如2017年5月，佛吉亞通過與STELIA航天復(fù)合材料公司合作，獲得了為燃料電池汽車設(shè)計(jì)碳纖維復(fù)合材料高壓儲(chǔ)氫罐，并將其工業(yè)化以及商業(yè)化的能力;2017年9月，佛吉亞與法國(guó)CEA簽訂五年合作協(xié)議，就燃料電池堆技術(shù)的研發(fā)項(xiàng)目展開了合作。2019年11月，佛吉亞與米其林正式建立氫能源出行合資公司SYMBIO，用于研發(fā)、生產(chǎn)和銷售針對(duì)輕型車、商用車和卡車以及其他應(yīng)用領(lǐng)域的氫燃料電池系統(tǒng)，新公司欲在歐洲、亞洲和美國(guó)建立三個(gè)生產(chǎn)基地，以滿足全球主要汽車市場(chǎng)客戶的需求。
在佛吉亞集團(tuán)首席執(zhí)行官柯瑞達(dá)看來，燃料電池電動(dòng)車技術(shù)將在未來十到十五年內(nèi)成為動(dòng)力總成系統(tǒng)的重要組成部分，尤其針對(duì)商用車領(lǐng)域。為此，在2019年上海車展期間佛吉亞曾宣布每年將在燃料電池技術(shù)研發(fā)上投入約1.500萬歐元的經(jīng)費(fèi)，到2030年，佛吉亞意欲通過SYMBIO在燃料電池領(lǐng)域獲取25%的市場(chǎng)份額，并實(shí)現(xiàn)約15億歐元的營(yíng)業(yè)額。
博世在氫燃料電池領(lǐng)域的布局也是由來已久。2017年9月，博世與氫卡車初創(chuàng)公司尼古拉汽車公司達(dá)成合作，共同研發(fā)氫燃料電池電動(dòng)卡車。同年11月，博世與濰柴動(dòng)力建立合作，共同開發(fā)生產(chǎn)氫燃料電池及相關(guān)部件。之后，博世又陸續(xù)與Powercell、慶鈴汽車等在氫燃料電池領(lǐng)域達(dá)成一致。
基于這一系列的布局，2019上海車展上博世首次展出了包括電動(dòng)空氣壓縮機(jī)、氫氣噴射器、氫循環(huán)泵等在內(nèi)的燃料電池關(guān)鍵零部件。與此同時(shí)，為更好地研發(fā)、試制氫燃料電池動(dòng)力總成相關(guān)產(chǎn)品，博世還在中國(guó)建立了氫燃料電池中心。2019年12月，該氫燃料電池中心在無錫奠基，按照規(guī)劃將于2020年底建成，2021年實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)。博世認(rèn)為”最晚到2030年，燃料電池將在動(dòng)力總成系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用?！?
為推動(dòng)氫燃料電池技術(shù)的發(fā)展，2019年大陸集團(tuán)亦成立一個(gè)專門的燃料電池實(shí)驗(yàn)室，用于開展相關(guān)的研究。該實(shí)驗(yàn)室由大陸集團(tuán)與德國(guó)開姆尼茨工業(yè)大學(xué)聯(lián)合設(shè)立，核心是一款高性能測(cè)試臺(tái)，該測(cè)試臺(tái)可模擬環(huán)境變化，這對(duì)氫燃料電池性能的評(píng)估非常重要。比如大陸集團(tuán)可憑借該測(cè)試臺(tái)，在不同溫度、壓力、濕度乃至不同載荷的仿真環(huán)境下對(duì)燃料電池系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。
而蓋瑞特更是早在2016年就為本田氫燃料豪華轎車Clarity提供了兩級(jí)電動(dòng)壓縮機(jī)，其首創(chuàng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了在駕駛艙內(nèi)布置氫燃料電池堆，釋放后排空間，完全滿足5人乘坐需求。2019年上海車展，該產(chǎn)品在蓋瑞特展臺(tái)進(jìn)行了展出，彼時(shí)蓋瑞特的這款氫燃料電池電動(dòng)壓縮機(jī)已經(jīng)規(guī)劃到了第三代，計(jì)劃在2025年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
蓋瑞特認(rèn)為，現(xiàn)階段氫燃料汽車發(fā)展存在的最大阻力還是成本問題，而要實(shí)現(xiàn)降本，關(guān)鍵路徑有三個(gè)：需求的規(guī)?；?、關(guān)鍵技術(shù)的革新，以及大規(guī)模生產(chǎn)制造經(jīng)驗(yàn)和和生產(chǎn)的一致性。目前，蓋瑞特正致力于與氫燃料汽車產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)進(jìn)行協(xié)同，共同降低成本，解決行業(yè)發(fā)展的成本痛點(diǎn)。
除以上這幾家比較具有代表性的零部件巨頭，另外諸如現(xiàn)代摩比斯、電裝、馬勒、舍弗勒、麥格納、愛爾鈴克鈴爾等，在過去兩年也圍繞氫燃料電池開展了一系列相關(guān)的研發(fā)。例如現(xiàn)代摩比斯，去年被曝投資了3億美元在蔚山市附近建造燃料電池汽車配件廠，用于幫助現(xiàn)代汽車達(dá)成2022年生產(chǎn)4萬輛氫燃料電池汽車的目標(biāo)，并在2030年將產(chǎn)能提升到每年50萬輛。舍弗勒充分利用公司在材料技術(shù)、成型技術(shù)和表面處理等方面的傳統(tǒng)核心技術(shù)，開發(fā)了燃料電池的關(guān)鍵部件 -- 金屬雙極板。而愛爾鈴克鈴爾繼投資3000萬元人民幣在其蘇州工廠旁建立了一間占地面積約1000平方米的燃料電池實(shí)驗(yàn)室后，又計(jì)劃于今年年底前在蘇州二期項(xiàng)目中投資建設(shè)燃料電池全自動(dòng)組裝生產(chǎn)線。
伴隨著這些企業(yè)的爭(zhēng)相涌入，目前氫燃料電池儼然成了新能源汽車市場(chǎng)一股不可忽略的新技術(shù)力量。
“氫車”雖好 商業(yè)化之路任重道遠(yuǎn)
2015年，10輛;2016年，629輛;2017年，1275輛;2018年，1.527輛;2019年，2.737輛。
回看過去五年國(guó)內(nèi)氫燃料電池汽車的銷量，可以發(fā)現(xiàn)盡管總銷量并不高，但氫燃料電池產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展形勢(shì)卻在逐步向好。接下來如何實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)技術(shù)更大規(guī)模的商用，是行業(yè)亟待解決的問題。
對(duì)此，現(xiàn)代自動(dòng)車株式會(huì)社副社長(zhǎng)李仁哲就曾建議可從加大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、推出市場(chǎng)友好政策、政府發(fā)揮示范效應(yīng)等多個(gè)方面著手。特別是擴(kuò)大加氫站的建設(shè)，對(duì)于提升用戶關(guān)于氫燃料電池汽車的使用體驗(yàn)具有重要意義。
據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2019年全球新增了83個(gè)加氫站，總數(shù)達(dá)到了432個(gè)，另外還有226個(gè)加氫站正處于計(jì)劃建設(shè)的階段，這其中僅330個(gè)加氫站可以向公眾開放。而國(guó)內(nèi)由于起步相對(duì)較晚，再加上加氫設(shè)備產(chǎn)業(yè)化能力不足、成本偏高，目前正在運(yùn)營(yíng)的加氫站不過50來個(gè)，且?guī)缀醪粚?duì)外開放，只供特定的公交車隊(duì)或運(yùn)輸車隊(duì)使用。要想實(shí)現(xiàn)氫燃料電池汽車的快速普及，僅僅依靠目前的配套數(shù)量明顯不夠。為此，在由中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)牽頭編制的《節(jié)能與新能源汽車路線》中，就明確提出到2020年，中國(guó)將建成100座加氫站;到2030年，這一數(shù)字將增至1000座。
而在政府示范效應(yīng)方面，現(xiàn)代汽車作為全球較早涉足氫燃料電池汽車的車企之一，通過和韓國(guó)政府的合作，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了很多的示范運(yùn)營(yíng)，例如在城市清潔用車、警車等方面，現(xiàn)代汽車已經(jīng)開展了很多的改造項(xiàng)目，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。發(fā)展到現(xiàn)在，現(xiàn)代在氫燃料電池汽車領(lǐng)域的發(fā)展勢(shì)頭已有超過“老大哥”豐田的趨勢(shì)。
2019年，全球氫燃料電池乘用車銷量創(chuàng)下歷史新高，超過7.500輛，同比增長(zhǎng)約90%。據(jù)悉，這些氫燃料電池乘用車主要來自現(xiàn)代的NEXO和豐田的Mirai，其中NEXO氫燃料電池汽車去年的總銷量為4.818輛，豐田Mirai的總銷量為2.407輛。為在2025年之前成為全球三大電池和燃料電池電動(dòng)汽車制造商之一，去年底現(xiàn)代汽車發(fā)布了“戰(zhàn)略2025”路線圖補(bǔ)充稱，到2025年現(xiàn)代汽車目標(biāo)是每年銷售67萬輛電動(dòng)汽車，包括56萬輛純電動(dòng)車和11萬輛燃料電池電動(dòng)汽車，其“野心”可見一斑。另據(jù)最新消息報(bào)道，去年底一輛現(xiàn)代Nexo 打破了氫動(dòng)力汽車單箱氫氣最遠(yuǎn)行駛距離的世界紀(jì)錄，在法國(guó)境內(nèi)行駛了約484英里(約778公里)，突破了該車的預(yù)計(jì)行駛里程。
殼牌亞太區(qū)氫能業(yè)務(wù)開發(fā)總經(jīng)理陳肇楠亦認(rèn)為，加氫站建設(shè)是實(shí)現(xiàn)燃料電池車發(fā)展的必要條件，在這之外透明、持續(xù)、穩(wěn)定的政策支持，是加氫站規(guī)模化建設(shè)和運(yùn)營(yíng)的重要支撐。此外陳肇楠指出，如果想實(shí)現(xiàn)氫燃料電池汽車的快速普及，還需要政府、汽車制造商和能源公司的緊密合作，共同完善氫產(chǎn)業(yè)鏈，保障氫的供應(yīng)。比如政府應(yīng)鼓勵(lì)跨行業(yè)、跨地域的廣泛合作，并將氫能作為能源管理，納入國(guó)家能源戰(zhàn)略體系，進(jìn)一步明確氫能產(chǎn)業(yè)的國(guó)家主管部門。另外氫能產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范也應(yīng)盡快建立，并與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)完善，以盡早釋放我國(guó)氫能發(fā)展?jié)摿Α?
值得一提的是，目前在氫燃料電池汽車的發(fā)展方面，國(guó)家和地方政府已經(jīng)在扮演重要的推手作用。此前國(guó)家出臺(tái)的《國(guó)家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略綱要》等重要文件中，明確提及要大力發(fā)展氫燃料汽車。地方層面，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，為搶占?xì)淠墚a(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)，過去兩年國(guó)內(nèi)先后有二十多個(gè)省市相繼發(fā)布了氫能和燃料電池的發(fā)展計(jì)劃，并已初步形成了以上海、如皋為主要示范點(diǎn)的長(zhǎng)三角，以佛山為代表的珠三角，和以北京、天津、張家口為代表的京津冀等多個(gè)主要的氫能產(chǎn)業(yè)集群。
其中在長(zhǎng)三角地區(qū)，以上海為中心，目前已先后打造了如皋“氫經(jīng)濟(jì)示范城市”、臺(tái)州“氫能小鎮(zhèn)”等多個(gè)重點(diǎn)項(xiàng)目。圍繞這些項(xiàng)目，預(yù)計(jì)到2021年長(zhǎng)三角地區(qū)將建成超過40座加氫站基礎(chǔ)設(shè)施，到2025年建成超過200座，2030年超過500座。保有量方面，到2021年長(zhǎng)三角燃料電池車計(jì)劃將超過5.000輛，到2025年將達(dá)到5萬輛，2030年達(dá)到20萬輛。
京津冀地區(qū)，圍繞2022年冬奧會(huì)，目前也在大力推廣氫燃料電池汽車。早在2018年，張家口市氫燃料電池公交車就開始投入運(yùn)營(yíng)，首批上線49輛，2019年10月22日，張家口市公交集團(tuán)公司再次投入100輛氫燃料電池公交車，到現(xiàn)在該市累計(jì)投入的氫燃料電池公交車已達(dá)到174輛，僅次于佛山。與此同時(shí)，張家口市也在大力推進(jìn)制氫廠和加氫站建設(shè)。按照規(guī)劃，到2022年張家口全市將完成19個(gè)縣區(qū)加氫網(wǎng)絡(luò)全覆蓋。
此外，氫燃料電池汽車關(guān)鍵技術(shù)有待突破也是很重要的一方面，尤其是制氫、儲(chǔ)氫、運(yùn)氫、加氫技術(shù)等的不夠成熟，催化劑、質(zhì)子交換膜、碳紙、空壓機(jī)、氫循環(huán)泵等關(guān)鍵材料嚴(yán)重依賴進(jìn)口，制氫技術(shù)和成本還無法平衡，均在很大程度上制約了氫燃料電池汽車的發(fā)展。以氫氣的儲(chǔ)存和運(yùn)輸為例，眾所周知作為一種熱值極高的燃料，氫氣需要在低溫或者高壓條件下儲(chǔ)存、運(yùn)輸，然而這樣不但成本高，還存在安全隱患，一旦出現(xiàn)事故，后果特別嚴(yán)重。
正是基于這些挑戰(zhàn)，雖然氫燃料電池汽車具有高效、續(xù)航里程長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，但目前主要應(yīng)用在商用車領(lǐng)域，如公交車、客車、物流車、卡車等，其要想真正實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化，還有很長(zhǎng)一段要走，至少在可以預(yù)見的未來，實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)汽車和氫燃料電池汽車的協(xié)調(diào)發(fā)展才是新能源汽車的發(fā)展之道。
