視點|燃料電池汽車與純電動汽車並存發展
燃料電池汽車與純電動汽車是並存關係。我們應當明晰純電動汽車與燃油汽車是替代關係,而氫燃料電池汽車定位於長途運輸,是混合動力車,純電動汽車定位於短途客運或城市配送市場;燃料電池是一個車載發電系統,發電必須要儲存起來,儲存電池是燃料電池車不可缺的系統部件。
純電動汽車快速增長
如今,在新能源汽車快速發展的背景之下,世界上多個國家紛紛開始提出禁售傳統燃油車時間表,燃油汽車被替代已成共識。
比如,荷蘭宣布計劃從2025年開始禁止在本國銷售傳統的汽油和柴油汽車;英國則宣布從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保車輛銷售;而法國也宣布,到2050年前使法國成為碳零排放國家,其中最激進的措施是到2040年時全面禁止銷售汽油和柴油汽車。再比如,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。
經過多年發展,我國動力電池總產能超過1000億瓦時,遠超市場需求。從整體來看,我國電動汽車產業已出現市場基本飽和、產能局部過剩、投資過度湧入等現象。
在我國政府強力政策的推動下,電動汽車產業布局基本完成,全面應用推廣態勢基本形成。不過與燃油車相比,目前電動汽車的產品質量、技術指標性、性價比、使用環境等方面,還存在較大的距離,還必須繼續努力。
燃料電池車序幕開啟
2017年9月,我國宣布了啟動燃油車退出時間表的研究,我認為這也拉開了燃料電池汽車應用的序幕。
過去的2017年,國家有關專家指出,氫具有來源廣泛、大規模穩定儲存、持續供應、遠距離運輸、快速補充等特點,在未來車用能源中,氫燃料與電力將並存互補,共同支撐新能源汽車產業發展。
從目前的產業發展狀況看,我國已初步掌握了氫能燃料電池汽車和氫能基礎設施的核心技術,基本建立了自主的燃料電池汽車動力系統技術平台,氫能燃料電池在壽命、可靠性、使用性能方面基本達到車輛使用要求。
關於國內外燃料電池汽車整車開發情況及方向,從國外來看,日本豐田、本田以及韓國現代等企業已推出市場化的燃料電池乘用車產品,賓士、日野等企業已在燃料電池客車方面取得優勢,並且美國還出現了燃料電池重卡、燃料電池叉車等新產品、新企業。
就國內發展狀況而言,燃料電池乘用車企業主要有上汽集團,燃料電池客車企業主要有宇通客車、北汽福田、揚子江汽車、卡威汽車等,並具備小批量生產能力。
從燃料電池汽車整車開發方向看,開發燃料電池汽車的主要方向是提高整車續航里程,即燃料電池汽車必須比純電動汽車的續航里程長1-2倍,才具有實際的積極價值。
首先,目前的電動汽車離城市公交車、計程車要求的運營里程還有一定距離,但動力電池進步比較快,這一要求將在不久的未來得以實現。
其次,氫能汽車將是終極的混合動力汽車,燃料電池將作為發動機系統,而不僅僅是儲能電池。同時,車載發電機(燃料電池)功率不可太大,必須要與車載儲能電池配套使用。
再次,壓縮在儲能罐內的氫氣,其比能量遠遠高於動力電池的比能量。我國氫能汽車將基本定位在長途運輸車輛(大貨車),這就意味著其續航里程必須大於800公里。
此外,從目前技術的可能性看,依靠純電汽車滿足長途運輸還不太現實;最後,燃料電池汽車整車開發的基礎是電動汽車技術,依然由電機來驅動燃料電池車輛行駛。
推廣需解決邊界問題
產業界需要處理好純電動汽車與燃料電池汽車推廣應用的邊界問題。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;燃料電池公交車推廣對一個城市而言必須有上限;研發燃料電池公交車是在培育市場和配套環境,規模達到1000輛以後,燃料電池汽車必須轉向輕型貨車和中大型卡車。
目前,燃料電池汽車的技術來源以引進為主,自主研發為輔。目前,我們要利用政府補貼的優勢儘快縮小差距,通過充分的競爭淘汰落後者,同時必須處理好引進技術和自主創新的關係,技術引進並不能長久,應努力從引進的邊緣技術追蹤其核心技術,以盡量少的投入,實現掌握核心技術的目標。
從現狀來看,行業內比較實用的燃料電池汽車的技術研發路線包括:第一,公交樣車由政府買單,政府來培育新的產業,政府出資交給燃料電池公交車生產企業進行運作,同時對整車生產企業進行考核。
第二,在政府的指導下,樣車開發由燃料電池公交車企業主導,燃料電池系統生產企業配合,整車生產企業與零部件生產企業之間實現市場交易。整車企業可以有產值,零部件生產企業有銷售收入,對當地GDP也有貢獻。
第三,在政府的指導下,小批量的燃料電池汽車的採購由公交公司主導,接受政府監督。
第四,燃料電池公交車生產企業與公交公司實行市場交易、燃料電池公交車生產企業與零部件生產企業實行市場交易。在政府監督下,氫能汽車產業鏈上有產值、有收入。
此外,燃料電池汽車在技術研發上尚存障礙。首先,氫安全必須要實現可控和可保障,生產、儲運和使用氫氣的安全法規及技術標準建設必須加快步伐。其次,有關氫的零部件安全質量還沒得到第三方檢測認證,整車企業的產品研發存在一定安全隱患。與鋰電池相比,燃料電池產業鏈的成本依然偏高,燃料電池汽車的動力性能還有待提升。
(本文作者系湖北省汽車工程學會副秘書長 雷洪鈞)
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