經(jīng)過10多年的努力,中國電動汽車在2016年產(chǎn)銷量超過50萬輛,2017年電動汽車銷量將超過70-80萬輛,對汽車產(chǎn)業(yè)影響是巨大的。《中國制造2025》發(fā)布明確支持氫能汽車的發(fā)展,2016年10月份中國汽車工程學(xué)會發(fā)布了燃料電池汽車技術(shù)路線圖,氫能汽車也在其中。純電動汽車產(chǎn)業(yè)布局之后,接下來是燃料電池汽車發(fā)展了。下面是對燃料電池汽車開發(fā)定位、方向及路線的研究,與大家分享。
解讀:《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》中燃料電池汽車發(fā)展策略
一、燃料電池汽車開發(fā)背景
電動汽車產(chǎn)業(yè)布局基本完成,全面應(yīng)用推廣態(tài)勢基本形成,這是政府強(qiáng)力政策的結(jié)果。但是目前電動汽車與燃油車比較,產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)指標(biāo)性、性價比、使用環(huán)境等方面,還是相當(dāng)大的距離,必須繼續(xù)努力。但是燃料電池汽車應(yīng)用已拉開序幕。
1、汽車強(qiáng)國禁售汽(柴)油汽車時間表,表明替代燃油汽車是必然的
①荷蘭宣布:從2025年開始禁止在本國銷售傳統(tǒng)的汽油和柴油汽車,或許將成為第一個全面禁止汽油和柴油汽車的國家;
②英國宣布:2040年起全面禁售汽油和柴油汽車,屆時市場上只允許電動汽車等新能源環(huán)保車輛銷售;
③法國宣布:到2050年前使法國成為碳零排放國家,其中最激進(jìn)的措施是到2040年時全面禁止銷售汽油和柴油汽車;
④豐田汽車宣布:將在2050年停售純汽油車,未來豐田會逐漸推廣混動車、燃料電池車和純電動車。
2、我國政府啟動了燃油車退出時間表的研究,拉開了燃料電池汽車應(yīng)用序幕
①2017年6月25日,科技部長萬鋼在吉林長春發(fā)表演講時表示,氫具有來源廣泛、大規(guī)模穩(wěn)定儲存、持續(xù)供應(yīng)、遠(yuǎn)距離運(yùn)輸、快速補(bǔ)充等特點(diǎn),在未來車用能源中,氫燃料與電力將并存互補(bǔ),共同支撐新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展;
②經(jīng)過多年發(fā)展,我國電動汽車產(chǎn)業(yè)布局基本完成,動力電池總產(chǎn)能超過1000億瓦時,遠(yuǎn)超市場需求,已出現(xiàn)產(chǎn)能過剩風(fēng)險。整體來看,我國電動汽車產(chǎn)業(yè)已出現(xiàn)企業(yè)基本飽和、產(chǎn)能局部過剩、投資過度涌入的情況;
③我國初步掌握了氫能燃料電池汽車和氫能基礎(chǔ)設(shè)施的核心技術(shù),基本建立了自主燃料電池汽車動力系統(tǒng)技術(shù)平臺,氫能燃料電池在壽命、可靠性、使用性能方面基本達(dá)到車輛使用要求;
④2017年9月9日,工信部副部長辛國斌在泰達(dá)論壇上表示,工信部已經(jīng)啟動了燃油車退出時間表的研究。
二、燃料電池汽車整車開發(fā)情況
國外:日本豐田、本田,以及韓國現(xiàn)代等企業(yè)已推出市場化的燃料電池乘用車產(chǎn)品,奔馳、豐田、日野等企業(yè)已在燃料電池客車方面取得優(yōu)勢,并且美國還出現(xiàn)了燃料電池重卡、燃料電池叉車等新產(chǎn)品、新企業(yè);
國內(nèi):燃料電池乘用車企業(yè)主要有上汽集團(tuán),燃料電池客車企業(yè)主要有宇通客車、北汽福田、揚(yáng)子江汽車、卡威汽車等,具備小批量生產(chǎn)能力。
三、燃料電池汽車整車開發(fā)方向
燃料電池汽車整車開發(fā)的基礎(chǔ)是電動汽車技術(shù),燃料電池車輛驅(qū)動必須是電機(jī)。燃料電池不是儲能電池,而是車載發(fā)電機(jī)技術(shù)。車載發(fā)電機(jī)(燃料電池)功率比較小,必須要與車載儲能電池配套使用。
開發(fā)燃料電池汽車的主要方向,是提高電動汽車持續(xù)里程。換一句話,燃料電池汽車必須比純電動汽車的里程長1-2倍,才有實(shí)際積極價值。電動汽車目前離前城市公交車、出租車要求的運(yùn)營里程,還有一定距離的,但動力電池進(jìn)步比較快,滿足純電汽車在城市公交車和出租車一天運(yùn)營里程不久就會實(shí)現(xiàn)。依靠純電汽車滿足長途運(yùn)輸,從目前,技術(shù)可能性來看不大,或者說,短期內(nèi)純電動汽車要求擔(dān)任長途運(yùn)輸重?fù)?dān),不太現(xiàn)實(shí);
氫能汽車是終極的混合動力汽車,燃料電池是發(fā)動機(jī)系統(tǒng),是給車在儲能電池持續(xù)充電,壓縮在儲能罐子氫氣,其比能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于動力電池的比能量,于是可以說,中國氫能汽車的基本定位:長途運(yùn)輸車輛(大貨車),其持續(xù)里程必須大于800公里以上是能實(shí)現(xiàn)的。
四、燃料電池汽車研發(fā)技術(shù)來源
1、引進(jìn)技術(shù)為主,自主研發(fā)為輔的技術(shù)。去理由是,我們和國外先進(jìn)技術(shù)的差距是客觀的,目前要以利用政府補(bǔ)貼的優(yōu)勢盡快縮小。中國燃料電池企業(yè)不應(yīng)回避來自全球同行的競爭,充分的競爭才能將落后者淘汰。如何做到引進(jìn)技術(shù)和自主創(chuàng)新不沖突是必須要思考的。
2、中國企業(yè)要掌握核心技術(shù),技術(shù)引進(jìn)并不能保證長久,不能依賴思想??梢耘c國外的材料、工藝以及零部件廠家合作,實(shí)現(xiàn)共贏,從引進(jìn)的邊緣技術(shù),追蹤其核心技術(shù),以盡量少的投入實(shí)現(xiàn)掌握核心技術(shù)。
五、燃料電池汽車研發(fā)上的障礙
1、氫安全必須要可控和可保障。生產(chǎn)、儲運(yùn)和使用氫氣(如:氫氣瓶、氫氣儲罐、氫氣場站等安全管理等)安全法規(guī)及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)必須加快步伐。
2、有關(guān)氫的零部件安全質(zhì)量,還沒得到有第三方檢測認(rèn)證,給整車企業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)有一定安全隱患。安全件,必須要有3C認(rèn)證。
3、目前氫燃料電池發(fā)動機(jī)與當(dāng)前鋰電池相比,燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈的成本依然高昂。比如,12米大客車目前每臺氫燃料電池發(fā)動機(jī)國外的在100萬元以上,國內(nèi)也在80萬元以上。整車企業(yè)積極研發(fā)的燃料電池的動力基本沒有。政府補(bǔ)貼后,缺口依然比較大。
六、比較實(shí)用的燃料電池汽車研發(fā)技術(shù)路線
1、做樣車。燃料電池汽車研發(fā)總必須面對一個“雞生蛋、蛋生雞”的悖論;當(dāng)初CNG、電動公交車同樣面臨過這個問題,整車企業(yè)必須挑起這個擔(dān)子;
2、公交樣車由政府買單,培育新的產(chǎn)業(yè)是政府責(zé)任。樣車研發(fā)開始,選10、12米的公交車。政府出的錢,交給燃料電池公交車生產(chǎn)企業(yè)運(yùn)作,同時考核整車生產(chǎn)企業(yè);
3、樣車開發(fā),在政府的指導(dǎo)下,由整車生產(chǎn)企業(yè)主導(dǎo)燃料電池公交車研發(fā),燃料電池系統(tǒng)生產(chǎn)企業(yè)配合,整車生產(chǎn)企業(yè)與零部件生產(chǎn)企業(yè)之間實(shí)現(xiàn)上市場交易,接受政府監(jiān)督。這樣一來,整車企業(yè)可以有產(chǎn)值,零部件生產(chǎn)企業(yè)銷售收入,對GDP有貢獻(xiàn);
4、在政府的指導(dǎo)下,小批量的燃料電池汽車的采購,由公交公司運(yùn)作,接受政府監(jiān)督;燃料電池公交車生產(chǎn)企業(yè)與公交公司實(shí)行市場交易、燃料電池公交車生產(chǎn)企業(yè)與零部件生產(chǎn)企業(yè)實(shí)行市場交易,接受政府監(jiān)督。這樣一來,氫能汽車產(chǎn)業(yè)鏈上有產(chǎn)值、有收入。
七、由燃料電池公交車推廣應(yīng)用成功后,向其他商業(yè)車延伸
1、純電動公交車是公交市場的主力。不宜提倡用燃料電池公交車替代純電動公交車;
2、燃料電池公交車推廣對一個城市而言必須有一個上限,對1萬輛公交車規(guī)模的城市,控制在1000輛以內(nèi)即可;
3、研發(fā)燃料電池公交車是在培育這個市場和配套環(huán)境,到1000輛以后,燃料電池汽車必須轉(zhuǎn)向輕型貨車和中型、大型卡車。
八、燃料電池汽車整車企業(yè)布局不宜普遍開花
1、我國電力資源十分豐富,純電動汽車門檻相對比較低。純電動汽車主要用途是持續(xù)里程在350公里以內(nèi);
2、在自然界不存在氫氣。這一點(diǎn)不像CNG、汽油、柴油,其加工是物理提煉工藝的過程;即使而氫來源是比較廣泛,但是轉(zhuǎn)換都是化學(xué)過程,成本高,運(yùn)輸要必須壓縮。氫本身危險性不高,但是經(jīng)過高比壓縮后,卻是高度的危險品。
3、燃料電池汽車整車廠選點(diǎn)基本原則
①選點(diǎn)應(yīng)是工業(yè)副氫比較豐厚的省份,工業(yè)副氫來源集中在300公里的半徑以內(nèi);
②純電動汽車生產(chǎn)技術(shù)成熟,生產(chǎn)電動汽車有10年以上;
③燃料電池汽車技術(shù)難度比較高,不宜建新的燃料電池汽車生產(chǎn)廠家。
九、產(chǎn)品級開發(fā)要遵循,從從內(nèi)到外,技術(shù)難度從低到高的原則
目前燃料電池汽車研發(fā),2016年如果是元年,2017年開始預(yù)熱。站在整車企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)角度而言,面臨困難是相當(dāng)多的,如何克服,還沒有可以說服自己的有效辦法,好在已經(jīng)有了10多年電動汽車開發(fā)積累。
筆者認(rèn)為:遵循從內(nèi)到外的原則、技術(shù)難度從低到高的原則,是不會錯的。具體地說:
1、公交車研發(fā)最容易獲得政府支持。車型選純電公交車做基礎(chǔ),目前不宜選貨車,如果選貨車沒有人買單;
2、純電公交車選10、12米,理由是空間比較大,宜布置;
3、車載甲醇制氫技術(shù)的公交車,目前可以不依賴社會加氫設(shè)施,甲醇是液體,化工商店有賣的;
4、公交車車輛不加工車輛,客運(yùn)車輛,最終還是要直接用車載氫氣發(fā)電,車載甲醇制氫技術(shù)運(yùn)用到運(yùn)輸車輛上是一個過渡;
5、車載甲醇制氫技術(shù)最后可以用作業(yè)車輛和工程車上,就基本可行的;
6、長途客車或者長途貨車是氫能技術(shù)應(yīng)用最佳情景。
十、燃料電池汽車與純電動汽車是一個并存關(guān)系
1、純電動汽車對燃油汽車是一個替代關(guān)系;
2、氫燃料汽車定位長途運(yùn)輸車輛,是混合動力車;
3、純電動汽車定位短途客運(yùn)或城市配送市場;
4、燃料電池是一個車載發(fā)電系統(tǒng),發(fā)電必須要儲存起來,在供驅(qū)動電機(jī)做功,儲存電池是燃料電池車不可缺的系統(tǒng)部件。
總結(jié),純電動汽車是氫能汽車的基礎(chǔ),氫能汽車是充電動汽車的延伸。
責(zé)任編輯: 中國能源網(wǎng)