“燃油車、純電動與油電混合動力、燃料電池車將是汽車產業近、中、遠期的變革步伐。”2014年的北京車展上,時任福特汽車CEO艾倫·穆拉利向中商汽車表示。三年后,作為終極解決方案的氫燃料電池車已在商業化的道路上邁開了腳步,豐田、本田、現代、奔馳都推出了量產的氫燃料乘用車,并積極布局基礎設施。
這對中國來說,這是否又將意味著新一輪的追趕?
氫燃料電池乘用車媲美燃油車
今年法蘭克福車展上,奔馳發布了首款量產氫燃料電池汽車(電電混合動力)——GLCF-CELL,并將于明年上市。這是繼豐田、本田、現代之后,又一家國際汽車公司拿出氫燃料乘用車的量產車型,其性能及使用方法已可媲美燃油車,僅待加氫站等基礎設施建設的“東風”。
“GLCF-CELL的氫燃料電池提及縮小了30%,與傳統動力的GLC發動機大小無異。”奔馳燃料電池系統開發負責人ChristianMohrdieck向中商汽車表示,“所以生產氫燃料電池車并不需要專門的生產線,其可適應目前奔馳的傳統動力車型。”
GLCF-CELL的動力提升了40%,功率達150千瓦,及203馬力,與現款燃油車型馬力相近。兩個共計4.5公斤的氫瓶(一個位于中央通道,一個位于后座)僅需3分鐘即可加滿,可實現437公里的續航里程(不含純電50公里里程),為與現款燃油車一箱油的續航里程的一半左右。但從燃料成本來看,2016款GLC郵箱容積66L,按照1.33/L的價格,其一箱油為87歐元;而目前德國加氫價格為8/kg,GLCF-CELL加滿一次需36歐元,燃料更加經濟。
由于氫燃料啟動到電能的轉換需10秒左右時間,因此9千瓦時的鋰電池將主要啟動。GLCF-CELL配備了啟停、能量回收等裝置以求能源利用的最大化。
值得注意的是,嚴重影響氫燃料電池成本的鉑金(PT),在GLCF-CELL上用量減少了90%,且能夠實現97%的鉑回收利用,由此降低了生產成本。Mohrdieck向中商汽車表示,目前奔馳的氫燃料電池生產基地產能在四位數,未來當氫燃料電池車的年銷量達10萬輛時,其成本將于混合動力產品齊平。
Mohrdieck表示,奔馳設定氫燃料電池的使用壽命到期為衰減10%。在此前提下,目前GLCF-CELL的電池壽命為15-20萬公里,下一代將提升至30-40萬公里。“目前下一代氫燃料電池已在研發當中,其與傳統發動機的研發周期類似,為5-6年。”Mohrdieck表示,奔馳氫燃料電池的供應商來自全球。如果不考慮成本和集團戰略等因素,單從技術層面,可以實現在中國生產。
就氫燃料電池車的安全問題,Mohrdieck表示其通過了包括碰撞在內的各類實驗,其中包括應用氫氣泄露特性的實驗,“GLCF-CELL的安全性與奔馳的燃油車表現一樣好。”
2015年豐田推出了第一款氫燃料電池車“未來”(Mirai),在日本補貼后售價約37萬元,當年產銷700輛,計劃今年銷售3000輛,2020年銷售3萬輛。現代在豐田之后也推出其燃料電池版途勝,并在今年8月推出續航里程達580公里的第二代產品。今年三月,本田的氫燃料電池車Clarity在日本上市,售價約為50萬元。
中國氫燃料電池車仍處商用階段
作為新能源汽車的領軍市場,中國也絲毫沒有放松對氫燃料電池路線的關注。
在今年4月公布的《汽車產業中長期發展規劃》中,2020年在特定地區的公共服務車輛領域進行小規模示范應用,燃料電池系統產能不低于1000套;2025年城市私人用車和公共服務用車領域實現批量應用,達到5萬輛的規模,燃料電池系統產能不低于1萬套;2030年私人乘用車、大型商用車領域進行規模化推廣,燃料電池系統產能不低于10萬套。
同時在扶持政策上氫燃料電池車的補貼也并未退坡,其中乘用車補貼20萬元。
但目前受氫燃料電池技術的制約,中國氫燃料電池主要應用在公交、物流車、班車等范疇。2008年,上汽集團推出第一代燃料電池車起,已發展至第三代。2014年榮威品牌進入到工信部氫燃料電池汽車生產目錄,并計劃2015年規模化1000輛,但最終并未完成規模化計劃。國內燃料電池系統的可靠性、耐久性、環境適應性與國際仍有較大差距,且核心零部件缺失導致采購成本高企,也缺乏相應政策法規支持。
同濟大學汽車學院學術委員會主任章桐向媒體表示,城市客車等對氫燃料電池的體積、能量密度、可靠性等要求相對家用轎車較低。“比如,籠統來說國內氫燃料電池體積比豐田公司的氫燃料電池大一倍,放在客車上沒有大礙,但是放在小轎車上就顯得很笨重。”
但目前國內的燃料電池企業也正迅速發展。北京氫璞和浙江氫途都發布了第三代和第二代燃料電池電堆,壽命更長,能量密度更高,重量和體積都有所減小。
除燃料電池技術外,加氫站等基礎設施建設也是氫燃料電池商業化的必要條件。
日本通產省的《燃料電池汽車戰略路線圖和氫能社會白皮書》顯示,2025年實現200萬輛的目標,2030年加氫站達1800座。英國政府則在4月份宣布將投入2300萬英鎊來完善氫燃料電池汽車的基礎設施。
Mohrdieck表示,奔馳計劃與德國當地燃料供應商合作,未來5-6年在德國建設400個加氫站,2019年將首先建成100個。加氫站將應用國際標準,不僅奔馳,現代、豐田、本田等多家車企的氫燃料電池車都可以在此加氫。
中國的加氫站更多為地方政府和企業合作建設。
2016年6月28日,上海國際汽車城、上海舜華、林德集團及上海鑒鑫簽署合作協議,初步計劃至2020年在上海建成運營五座加氫站,形成環上海的一個小型加氫網絡,為約400輛燃料電池客車提供加氫服務。
目前全國范圍內北京、上海、深圳、鄭州、大連、云浮和佛山等城市擁有加氫站,其中佛山加氫站為首個市場化運作的加氫站,投資1550萬元建成,每天能為10輛氫燃料電池公交車和20輛氫燃料電池轎車加注氫氣。
10月,豐田將在常熟建造其在中國的首座加氫站。
9月8日,科技部高新技術發展及產業化司副司長續超前表示“2017年工信部、科技部、發改委聯合發布汽車產業中長期發展規劃提出,逐步擴大燃料電池汽車(FCEV)試點示范范圍,在標準法規建設上,我國氫能燃料法規和測試平臺逐步完善。”