氫燃料電池電動(dòng)車 何時(shí)才能實(shí)現(xiàn)

 在環(huán)保的巨大壓力下，現(xiàn)在很多國(guó)家都推廣低排放或零排放的環(huán)保型汽車。目前的情況是蓄電池電動(dòng)車叫的最歡，但是，由于蓄電池本身無(wú)法克服的技術(shù)瓶頸(能量密度低，不能在幾分鐘內(nèi)完成快速充電)，它不能成為傳統(tǒng)汽車100%的替代者。各種環(huán)保車中，很多人更看好氫燃料電池動(dòng)力車的未來(lái)。

本田Clarity Fuel Cell

豐田Mirai

燃料電池是什么東西?燃料電池(FuelCell)是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。從外表上看它有正負(fù)極和電解質(zhì)等，像一個(gè)蓄電池，但實(shí)質(zhì)上它不能“儲(chǔ)電”而是一個(gè)“發(fā)電廠”。氫燃料電池是使用氫做燃料，其基本原理是電解水的逆反應(yīng)，把氫和氧(從空氣中獲得)分別供給陰極和陽(yáng)極，氫通過(guò)陰極向外擴(kuò)散和電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)后，放出電子通過(guò)外部的負(fù)載到達(dá)陽(yáng)極，從而在外電路中產(chǎn)生電流。氫燃料電池車?yán)萌剂想姵匕l(fā)出的電，經(jīng)逆變器、控制器等裝置，給電動(dòng)機(jī)供電，再經(jīng)傳動(dòng)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)橋等帶動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，就可使車輛在路上行駛。

與傳統(tǒng)汽車相比，燃料電池車能量轉(zhuǎn)化效率高達(dá)60~80%，比內(nèi)燃機(jī)效率高1.5～2倍。燃料電池的燃料是氫和氧，生成物是清潔的水，它本身工作不產(chǎn)生一氧化碳和二氧化碳，也沒(méi)有硫和微粒排出，這就是氫燃料電池汽車零排放的由來(lái)。

從燃料電池汽車發(fā)展?fàn)顩r來(lái)看，日本、韓國(guó)和歐美等主要汽車公司大都已經(jīng)完成了燃料電池汽車的基本性能開(kāi)發(fā)，解決了很多關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，其性能、可靠性、壽命和環(huán)境適應(yīng)性等方面均基本達(dá)到了傳統(tǒng)汽車的水平。從2006年到2014年，國(guó)外一流燃料電池系統(tǒng)的平均成本從124美元/千瓦降低到了55美元/千瓦，距離美國(guó)能源部制定的2020年目標(biāo)只有12%的差距，這預(yù)示著燃料電池系統(tǒng)低成本大規(guī)模生產(chǎn)在未來(lái)幾年有望實(shí)現(xiàn)。隨著燃料電池技術(shù)的發(fā)展，目前最好的燃料電池壽命已經(jīng)達(dá)到了5000小時(shí)，對(duì)于很多家庭車來(lái)說(shuō)幾乎是全使用壽命了。

正是在這種背景下，量產(chǎn)的燃料電池車陸續(xù)問(wèn)世，繼燃料電池商用車后燃料電池家用車也開(kāi)始商品化，不久前本田剛剛發(fā)布了Clarity Fuel Cell燃料電池車，這是繼2014年12月豐田Mirai后又一款量產(chǎn)型燃料電池家用車。

豐田Mirai問(wèn)世時(shí)它的便利性可以說(shuō)是完爆采用蓄電池的電動(dòng)車，其續(xù)航里程為650公里(日本JC08燃油模式下)，單次加滿燃料的時(shí)間為3分鐘，百公里加速時(shí)間為10秒，從使用便利性到性能都和普通動(dòng)力家庭車無(wú)異。這款車目前累積的訂單已經(jīng)排到了2020年，豐田公司今年計(jì)劃生產(chǎn)Mirai3000輛，2020年年產(chǎn)量達(dá)到3萬(wàn)輛。而本田Clarity Fuel Cell于今年3月10日在日本開(kāi)始租售，其續(xù)航里程達(dá)到了750公里。

氫燃料電池車聽(tīng)上去這么好，很多國(guó)家也很關(guān)注，但是最重視它的還是日本。按照日本政府的發(fā)展規(guī)劃，2030年日本乘用車中10%是燃料電池車，對(duì)于燃料電池家庭車的補(bǔ)貼也非?？捎^。以豐田Mirai為例，日本市場(chǎng)售價(jià)為723.6萬(wàn)日元(約37.8萬(wàn)元人民幣)，日本政府補(bǔ)貼后實(shí)際價(jià)格為520萬(wàn)日元(約27.1萬(wàn)元人民幣)。

日本燃料電池家庭車目前的情況和二十年前豐田第一代普銳斯混合動(dòng)力車問(wèn)世時(shí)有些相近，當(dāng)時(shí)世界也是觀望豐田混動(dòng)車的具體表現(xiàn)。在消費(fèi)者體會(huì)到它帶來(lái)的好處后它普及的步伐也就開(kāi)始了，如今豐田混動(dòng)車全世界銷量超過(guò)了1000萬(wàn)輛，超過(guò)了同時(shí)期其它廠商混動(dòng)車的總和。對(duì)于氫燃料電池車，日本以及歐美汽車廠商預(yù)計(jì)2020年開(kāi)始燃料電池家庭車開(kāi)始進(jìn)入普及階段，中國(guó)的自主車企是否能同步?

中國(guó)燃料電池車的起步并不晚，但是技術(shù)水平和世界一流水平有差距，首先是功率密度和壽命上，功率密度小直接影響到了動(dòng)力系統(tǒng)小型化，國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)的燃料電池的壽命在3000小時(shí)左右，而國(guó)際一流水準(zhǔn)是5000小時(shí)，差距明顯。同時(shí)，燃料電池關(guān)鍵材料和部件基礎(chǔ)也比較薄弱，比如燃料電池用的電催化劑、質(zhì)子交換膜等關(guān)鍵材料的開(kāi)發(fā)還停留在實(shí)驗(yàn)室階段……這些嚴(yán)重影響到我國(guó)車用燃料電池堆技術(shù)的開(kāi)發(fā)進(jìn)程。除此之外，還有氫氣存儲(chǔ)問(wèn)題。

雖然有差距，但是根據(jù)國(guó)家已發(fā)布的科技于產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，氫燃料電池車離普通消費(fèi)者也并不是一個(gè)很遙遠(yuǎn)的將來(lái)時(shí);按照此規(guī)劃，2020年我國(guó)突破關(guān)鍵材料、核心部件以及系統(tǒng)集成等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)氫能與氫燃料電池技術(shù)規(guī)?；痉哆\(yùn)行，示范車輛達(dá)到1萬(wàn)輛。2025年實(shí)現(xiàn)氫能及氫燃料電池技術(shù)的推廣和應(yīng)用，此時(shí)期望我國(guó)行駛的氫燃料電池車規(guī)模達(dá)到12萬(wàn)輛的規(guī)模(2萬(wàn)輛商用車，10萬(wàn)輛乘用車)。2030年實(shí)現(xiàn)氫能及氫燃料電池汽車的大規(guī)模推廣應(yīng)用，屆時(shí)中國(guó)公路上行駛的氫燃料電池車將超過(guò)百萬(wàn)輛。