日前，國(guó)務(wù)院印發(fā)的《中國(guó)制造2025》中定義了汽車的四個(gè)方向，即“純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車”、“燃料電池汽車”、“節(jié)能汽車”和“智能網(wǎng)聯(lián)汽車”。本文主要談?wù)摰诙€(gè)方向“燃料電池汽車”的定位。
燃料電池汽車一直被媒體、政界重視，車企層面對(duì)燃料電池定位還在概念車探討的層面。特斯拉CEO Elon Musk甚至在紐約時(shí)報(bào)采訪時(shí)用了“A fuel cell is sobullshit”來(lái)表述燃料電池，前段時(shí)間我們多家車企談投放市場(chǎng)燃料電池汽車，結(jié)果遲遲動(dòng)作不明，此次政府官方定位的燃料電池，還存在基礎(chǔ)研究階段，離批量化的應(yīng)用還有較長(zhǎng)距離。
第一、市場(chǎng)定位仍是基礎(chǔ)研發(fā)和小范圍應(yīng)用嘗試
很多人知道“燃料電池”的名詞，卻未必真正了解燃料電池的概念，它并不是真正意義的電池，而是一個(gè)小型發(fā)電站，官方概念指“利用氫氣和空氣中的氧在催化劑作用下，在燃料電池中電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的電能作為主要?jiǎng)恿υ吹钠?rdquo;，我們先看看官方的市場(chǎng)定位。
在燃料電池銷量上，官方定位是“燃料電池汽車運(yùn)行規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大。到2020年，生產(chǎn)1000輛燃料電池汽車并進(jìn)行示范運(yùn)行；到2025年，制氫、加氫等配套基礎(chǔ)設(shè)施基本完善，燃料電池汽車實(shí)現(xiàn)區(qū)域小規(guī)模運(yùn)行。”
類比純電動(dòng)/插電混的年產(chǎn)銷量100萬(wàn)輛，這個(gè)累計(jì)生產(chǎn)1000輛數(shù)量顯得極其渺小，當(dāng)然，這個(gè)數(shù)量似乎官方也不自信，因?yàn)?025年的銷量并沒(méi)有給出來(lái)，示范運(yùn)營(yíng)，讓一些企業(yè)、高校拿出一些試驗(yàn)車輛，可能止步于這個(gè)意思，這也不能怪政府步子小，而是這塊市場(chǎng)的環(huán)境還沒(méi)有形成。
筆者檢索到7月9日一篇報(bào)道稱，中國(guó)的加氫站僅有兩家，分別位于上海和北京，美國(guó)市場(chǎng)也僅有十余個(gè)，這是一個(gè)非常現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題，怎么可能讓燃料電池大范圍應(yīng)用？所以，豐田在媒體上發(fā)布了很多文章稱它們的燃料電池量產(chǎn)車輛，應(yīng)該也是小范圍的嘗試。
燃料電池燃料電池
當(dāng)然，定位的技術(shù)指標(biāo)上，提到了一些應(yīng)用前期的限制，包括“到2020年，燃料電池堆壽命達(dá)到5000小時(shí)，功率密度超過(guò)2.5千瓦/升，整車耐久性到達(dá)15萬(wàn)公里，續(xù)駛里程500公里，加氫時(shí)間3分鐘，冷啟動(dòng)溫度低于-30℃”，這些方面都是作為車輛產(chǎn)品應(yīng)用前需要解決的門(mén)檻問(wèn)題。
燃料電池
最后的定位是，“到2025年，燃料電池堆系統(tǒng)可靠性和經(jīng)濟(jì)性大幅提高，和傳統(tǒng)汽車、電動(dòng)汽車相比具有一定的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)和市場(chǎng)化推廣。”如果從一款車輛產(chǎn)品的周期來(lái)看，研發(fā)需要四年的時(shí)間的，燃料電池作為核心動(dòng)力總成可能需要更長(zhǎng)的時(shí)間，2020年實(shí)現(xiàn)積累，2025年實(shí)現(xiàn)批量有一定困難，特別競(jìng)爭(zhēng)傳統(tǒng)車輛和電動(dòng)車，這種類比就有問(wèn)題，因?yàn)槿剂想姵匾彩请妱?dòng)車的一種。
第二、技術(shù)定位的四個(gè)突破或是投資機(jī)會(huì)
既然是個(gè)未來(lái)技術(shù)，且包括政策、行業(yè)都比較期待的未來(lái)技術(shù)，前期的積累和研發(fā)有兩個(gè)特點(diǎn)：第一是需要長(zhǎng)時(shí)間的研發(fā)積累，第二是需要持續(xù)的資金鏈補(bǔ)給。所以，這些方面，特別是《中國(guó)制造2025》官方通知里面，更多的還是給予投資參考的作用。
在燃料電池的概念中，“氫氣和空氣中的氧在催化劑作用下，在燃料電池中電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的電能作為主要?jiǎng)恿υ吹钠?rdquo;，也能夠看得出來(lái)，氫氣的來(lái)源、氫氣的存儲(chǔ)和運(yùn)輸、氫氣的反應(yīng)以及產(chǎn)品化應(yīng)用的處理是燃料電池四個(gè)最需要解決的問(wèn)題，而官方四個(gè)重點(diǎn)關(guān)注領(lǐng)域主要圍繞的是氫氣化學(xué)反應(yīng)的技術(shù)展開(kāi)，這里面主要還是基礎(chǔ)研發(fā)。
重點(diǎn)關(guān)注領(lǐng)域的核心材料方面，提到了“燃料電池催化劑、質(zhì)子交換膜、碳紙、膜電極組件、雙極板等關(guān)鍵材料”的批量生產(chǎn)能力建設(shè)和質(zhì)量控制技術(shù)研究，這種能力建設(shè)或在未來(lái)有相應(yīng)的技術(shù)傾斜，當(dāng)然，這些也是燃料電池未來(lái)發(fā)展的瓶頸性關(guān)鍵技術(shù)。
燃料電池工作原理
重點(diǎn)關(guān)注領(lǐng)域第二個(gè)方面主要是針對(duì)可靠性，“提高催化劑及其載體的抗氧化能力，質(zhì)子膜的機(jī)械和化學(xué)穩(wěn)定性、提高產(chǎn)品級(jí)壽命、提高系統(tǒng)零部件的可靠性，開(kāi)展系統(tǒng)可靠性分析與設(shè)計(jì)改進(jìn)”，這個(gè)方面，也讓我們看到了當(dāng)下燃料電池的狀態(tài)，離成熟的產(chǎn)品還有差距，這個(gè)方面對(duì)于熱炒燃料電池概念的應(yīng)該有個(gè)警醒。
重點(diǎn)關(guān)注領(lǐng)域第三個(gè)方面主要是針對(duì)通用化技術(shù)，包括卻不僅限于“汽車、備用電源、深海潛器等燃料電池通用化技術(shù)研究”，這個(gè)方面有點(diǎn)聯(lián)合作戰(zhàn)的意味。
重點(diǎn)關(guān)注領(lǐng)域第三個(gè)方面主要是針對(duì)整車應(yīng)用和降低成本，這個(gè)細(xì)節(jié)方面談的很少，主要是走到這個(gè)階段還有一段很長(zhǎng)的路子。
燃料電池汽車充電
當(dāng)然了，我們上面談到的氫氣的來(lái)源、氫氣存儲(chǔ)與運(yùn)輸、氫氣的基礎(chǔ)建設(shè)，以及燃料電池整車安全等問(wèn)題，這些問(wèn)題可能相對(duì)應(yīng)電化學(xué)反應(yīng)的基礎(chǔ)研究，沒(méi)有那么迫切，不過(guò)，這些問(wèn)題沒(méi)有統(tǒng)籌性的解決，燃料電池的概念只能存在概念狀態(tài)。
值得一提的是，這么重要且大家都看好的概念，沒(méi)有統(tǒng)籌性梳理就顯得不合理，比如氫氣來(lái)源如何采用電解，那么電能如何解決，與電動(dòng)車相比較，能效如何，氫氣存儲(chǔ)方面，如何保證粗笨的高壓瓶能夠安全不泄漏地存儲(chǔ)、運(yùn)輸氫氣，這些問(wèn)題目前來(lái)講，還沒(méi)有結(jié)論，這也意味著燃料電池尚未開(kāi)始應(yīng)用。
