目前,國(guó)際上包括豐田、現(xiàn)代、通用、日產(chǎn)、奔馳都開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的燃料電池轎車。其在氫燃料加注方面,加滿5千克氫所需時(shí)間僅為3分鐘。對(duì)轎車來(lái)講,1千克氫氣就可以跑100公里,所以5千克氫基本上可以滿足消費(fèi)者對(duì)燃料電池汽車?yán)m(xù)航里程的要求。除成本過(guò)高外,燃料電池汽車在最高時(shí)速、加速性能等方面的性能已經(jīng)完全可以跟內(nèi)燃機(jī)汽車PK了。
根據(jù)美國(guó)能源部的估計(jì),燃料電池汽車(轎車)將從現(xiàn)在的年產(chǎn)2萬(wàn)臺(tái),發(fā)展到2020年的20萬(wàn)臺(tái),動(dòng)力成本將從3萬(wàn)6千美元降低至不到3萬(wàn)美元。同時(shí),燃料電池中貴金屬催化劑鉑(Pt)的用量也在逐步下降,最少的已經(jīng)達(dá)到每100千瓦20克的水平。筆者認(rèn)為,隨著規(guī)?;a(chǎn)和對(duì)于貴金屬催化劑依賴的減少,燃料電池的整車成本將來(lái)還可以大幅降低。
在客車方面也是一樣。從國(guó)際上比較主流的幾家客車企業(yè)正在研制或已經(jīng)示范應(yīng)用的燃料電池客車來(lái)看,其應(yīng)用耐久性已經(jīng)做到了1萬(wàn)余小時(shí)。從全球來(lái)看,燃料電池技術(shù)已經(jīng)取得了很大的突破,目前國(guó)際上正在進(jìn)行氫基礎(chǔ)設(shè)施的布局和建設(shè)。
對(duì)終端用戶來(lái)講,一輛燃料電池轎車,按照1公斤/百公里的氫氣消耗計(jì)算,其百公里的燃料費(fèi)用大概為20元。按照2020年中國(guó)對(duì)汽車百公里油耗5升的要求,燃料電池汽車的使用成本只是燃油汽車的一半。(這里討論未來(lái)對(duì)氫燃料的稅后價(jià)格,編者按)
從使用的生命周期成本來(lái)看,燃料電池汽車跟傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)以及混合動(dòng)力汽車基本在一個(gè)水平上。對(duì)比純電動(dòng)汽車,燃料電池汽車在100公里里程應(yīng)用范圍內(nèi)的使用成本,比純電動(dòng)汽車略微貴了一點(diǎn)點(diǎn),但在400公里里程的應(yīng)用范圍,成本則遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于純電動(dòng)汽車。
所以,筆者認(rèn)為燃料電池汽車和純電動(dòng)汽車在不同里程范圍內(nèi)呈現(xiàn)出互補(bǔ)的特點(diǎn),就像人的左右腳一樣,在短續(xù)航里程時(shí),純電動(dòng)會(huì)有優(yōu)勢(shì)。而在長(zhǎng)續(xù)航里程時(shí),燃料電池會(huì)有優(yōu)勢(shì)。燃料電池和鋰電池技術(shù)不是相互排斥的,而是相輔相成的關(guān)系。
回到我們國(guó)家的情況。目前,中國(guó)已經(jīng)基本上掌握了燃料電池汽車的零部件和平臺(tái)技術(shù),但是在規(guī)?;?、標(biāo)準(zhǔn)化、一致性方面還存在明顯不足。例如,像空壓機(jī)等一些基礎(chǔ)的零部件,其耐久性、功率密度、成本方面明顯落后于先進(jìn)國(guó)家。
這也是現(xiàn)在要努力的地方。我們研究預(yù)計(jì),如果政策得當(dāng),中國(guó)在未來(lái)5年,在整個(gè)燃料電池汽車,包括客車和轎車,在耐久性和貴金屬催化劑的用量等方面,都將取得重大突破。
我們預(yù)測(cè),2020年前后中國(guó)燃料電池客車會(huì)進(jìn)入大量的推廣階段,而對(duì)轎車來(lái)講則稍微困難一些。燃料電池轎車現(xiàn)在主要還處于技術(shù)攻關(guān)階段,2025年前后才能達(dá)到大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)階段。
現(xiàn)在有很多整車企業(yè),包括原來(lái)不做燃料電池的企業(yè),都對(duì)燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)頗感興趣。然而,燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)的門檻很高,以燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)為例,首先在電化學(xué)材料領(lǐng)域,就需要Pt催化劑、膜、炭紙三個(gè)主要材料的研發(fā)生產(chǎn)能力。其次還需要具備金屬雙極板和氣體擴(kuò)散層、串聯(lián)組堆的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)能力,最后是整個(gè)系統(tǒng)的集成。所以,現(xiàn)在我們希望有能力的主機(jī)廠來(lái)牽頭整合外圍的這些零部件廠商,進(jìn)行集中攻關(guān)。
此外,在整車方面我們需要三大關(guān)鍵技術(shù)的支撐,第一是純電驅(qū)動(dòng)技術(shù),包括純電動(dòng)或者混合動(dòng)力的匹配。第二是整車的結(jié)構(gòu)安全集成技術(shù)。第三是車載的氫能源和燃料電池的技術(shù)。從材料到單體,再到發(fā)動(dòng)機(jī),最后到整車,我們希望在行業(yè)內(nèi)能形成相應(yīng)的配合關(guān)系,理順行業(yè)發(fā)展。