2024年11月26日 星期二
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新纪元的到来 聊聊燃料电池汽车那些事(二)

2019/10/16 12:10:591404

● 燃料电池汽车热潮的到来

  90年代初,质子交换膜燃料电池在实用化方面取得长足进步。采用铂金属作为催化剂的质子交换膜燃料电池具有发电效率高、输出比功率高(高达0.5-1.5瓦/平方厘米,该数值越大表示产生一定的功率所采用的质子交换膜面积越小,燃料电池体积越小)、寿命长、噪音低、可室温启动等诸多优点,为该技术应用到汽车上铺平了道路。

  此后,丰田、本田、通用等汽车厂商用于展示其技术实力的燃料电池汽车产品如雨后春笋般涌现。美国时代周刊在1995年将燃料电池汽车列为21世纪十大高新技术之首。日本和德国等发达国家开始投巨资发展燃料电池技术。这种完全零排放的燃料电池技术对于各大汽车生产厂商而言,是一片极具潜力的产业蓝海。

  对于燃料电池的自主研发,丰田比戴姆勒-奔驰开始得更早。丰田在1992年就开始对燃料电池进行研究,这个研究项目几乎是与丰田普锐斯混动汽车项目同时展开的。

  经过六年多的量产化过程,丰田Mirai于2014年12月15日在日本本土正式上市。现任日本首相安倍晋三为提振日本经济,大力支持燃料电池汽车及燃料电池产业,并加大了对上述产业的补贴力度。

  在十几年前,一台燃料电池汽车的造价接近1.2亿日元(折合人民币约620万元),而现在的丰田Mirai只要723.6万日元(日本本土售价),除去225.3万日元的政府补贴及税费减免,用户仅需支付498.3万日元(折合人民币约25.8万元)即可把一台完全零排放的丰田Mirai开回家。

  丰田开放燃料电池专利后,受惠的不只是免费使用专利的企业,丰田也从中获益。通过开放专利,丰田就能把有意投身燃料电池汽车领域的企业纳入到自己的阵营,壮大自己的势力,共同把市场做大。其次,当其他企业都采用丰田的专利来制造自己的燃料电池汽车,当有一天丰田的技术升级了,但技术不开放,那原本使用了免费专利的那些企业只能向丰田购买专利才能升级自己的产品。再次,通过开放专利,让更多企业都沿着丰田燃料电池技术的路子去开发燃料电池汽车产品,这就让采用其他技术路线的企业遭到孤立并最终失去竞争力。

  除了上面提到的几款车型外,其他厂商的燃料电池汽车产品大多处于试验阶段,暂时未有量产上市的消息。

● 燃料电池汽车优势暂未能完全体现

  燃料电池汽车零排放无污染,可以说是环保汽车的终极形态。但是现阶段其燃料(氢气)的大规模环保制备技术并未十分成熟。传统的制氢工艺是通过电解水来获得氢气的。而如果用于电解水的电能来自于烧煤发电,便存在碳排放,燃料电池汽车便失去了其存在的意义。

  除此以外,基础设施建设也是制约燃料电池汽车发展的障碍。没有人会买一台没地方添加燃料的汽车。所以基础设施建设及氢气制备技术这两方面对燃料电池汽车的普及有着至关重要的影响。

  和现在市场上成熟的混合动力汽车相比起来,燃料电池汽车的使用环境并未成熟,其优势还未能完全体现。现阶段,混合动力汽车和纯电动汽车还将是市场的主流。燃料电池汽车、混合动力汽车、纯电动汽车的优缺点可参见下图:

  在中国,由于充电桩和加氢站这两项设施并不完善,极大地限制了纯电动汽车和燃料电池汽车在中国的发展。作为极力主张打造氢能源社会的日本,积极开发利用可再生资源制氢的技术并加大加氢站的基础设施建设现已成为拉动日本经济和促进产业升级的一个重要方向。

● 强强联合的格局

  面对丰田这款Mirai燃料电池汽车所掀起的燃料电池汽车量产化浪潮,各大厂商岂能坐视不理,纷纷寻求合作伙伴,共同开发以保证自身在燃料电池汽车技术领域不至于落后太多。

  这种强强联合的格局以及团队之间的竞争也将加速燃料电池汽车的量产化和普及化进程。其实,研究燃料电池汽车的整车厂商远不止上面提到的几家,但凡有点实力的厂商都在燃料电池领域有所涉猎。所不同的是,并不是所有厂商都能把研发成果推广至量产产品之上。