燃料电池汽车是新能源汽车产业发展的重要方向。燃料电池汽车因其具有自重轻(10kg的氢气可以支持400公里以上的行驶里程)、加注快(加氢站可以实现普通燃油车的加注时间)、能量密度高(燃料电池能量密度可以达到300多wh/kg)、氢燃料来源广(通过新能源电解水等)等优势日益得到世界各国及主要车企的关注。从目前全球燃料电池汽车的布局看,日本和韩国率先实现了产业化,其中现代和丰田均已推出了具备量产化能力的燃料电池汽车。尤其是在2013年以来丰田汽车与宝马、戴姆勒与福特日产、通用与本田不约而同的宣布合作开发燃料电池汽车,国际汽车企业联合开发资源共享式的燃料电池汽车已经成为主要发展趋势。
从产业化实力和技术实力看,2012年前后国际车企技术已经基本达到燃料电池汽车的产业化要求。2011年12月,现代ix35改款氢动力车在韩国蔚山工厂开始生产,并在2013年实现了ix35第三代产品的量产化。ix35 燃料电池汽车搭载100千瓦的燃料电池系统,两个氢燃料存储设备,续航里程达594公里,最高时速达160公里,可媲美一般准中级汽油车,与普通燃油车型相比,ix35FCEV另一大优势是在零下20°以下还能正常点火行驶;而丰田在2014年12月推出正式量产化的Mirai品牌燃料电池汽车,电池组最大输出功率为114千瓦,功率输出密度为3.1千瓦/升,储氢罐可以承受70兆帕的高压。
此外,本田、日产、通用的氢燃料电池汽车都计划在2015年上市。氢燃料电池设计寿命要5000 小时才能达到产业化目标要求。目前,德国戴姆勒公司开发燃料电池B级车、丰田开发燃料电池SUV、本田公司的FCX clarity轿车和美国通用公司的EquinoxSUV都已达到相关要求。
反观国内的燃料电池汽车在近几年的发展过程中与国际上的差距日益明显。氢燃料电池总体上处于工程化开发阶段,功率特性、循环寿命、能量密度、冷启动等主要技术性能指标与世界标杆产品比差距进一步加大,在储输氢技术上基本处于停滞状态。以循环寿命和功率密度为例,国内的循环寿命在2000次左右,而国外的一般水平已经达到5000次左右,国内的燃料电池电堆的功率密度只有国际水平的60-80%。差距加大的主要原因是近几年来,我国在锂离子电池作为驱动源的新能源汽车领域投资巨大,而在燃料电池领域的研发只有上汽等少数公司还在寻求产业化,但是产业化前景在国内普遍不被看好。相比锂离子电池电动汽车,氢燃料电池汽车技术门槛高,需要巨额投入,而国内的技术和产业基础薄弱、资金和技术力量投入严重不足、技术链不完善、产业化能力较弱。除上汽外,大多数整车企业在氢燃料电池汽车方面没有开展实质性研发和产业化准备。催化剂、双极板等关键材料领域和高压储氢罐、空压机、氢循环泵等关键零部件基本不具备产业化能力,产业链尚未形成。
中国的燃料电池汽车产业的破局在何方呢?笔者认为燃料电池汽车的核心在于燃料电池和技术设施。在国内的资金实力和技术集成水平与国际市场存在较大差距的情况下,可以超前布局燃料电池和储氢材料等核心环节,发展这些产业需要具备全球产业发展视角,将中国产业链条纳入全球市场中去提升产业竞争力。从目前的状况看,燃料电池汽车的兴起,会带来对燃料电池核心材料以及先进储氢材料的需求。中国的相关企业可以以全球的市场为目标,通过技术引进和自主创新相结合的方式,逆袭全球的燃料电池市场。我国的燃料电池产业一些核心零部件,具备切入全球燃料电池供应链的能力,尤其是在PEMFC燃料电池电解质膜、双极板组建等领域具备一定的优势。
从燃料电池政策发展看,在国家持续的新能源汽车补贴政策推动下,燃料电池专用车在一些领域具备较强的可行性,所以国内的燃料电池汽车企业在现阶段可以通过引进技术进行产业化的方式弥补之前的研究瓶颈。比如,国内的碧空公司和国际的燃料电池巨头Ballard公司在燃料电池技术、工程服务以及新能源汽车领域形成技术转让协议。通过技术引进方式可以在运营示范阶段快速的提升产业成熟度,促进国内关键零部件的产业化。
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