2018年5月10日-12日 | 北京•中国国际展览中心

May 10-12 2018 | Beijing China

氢燃料电池汽车:新能源汽车的下一场革命?

近期,在氢燃料电池汽车(FCV)领域,有两则重大新闻,都是关于我国在该领域取得的重大突破:中国地质大学(武汉)联合东风扬子江汽车公司推出的「泰歌号」,首次使用液态氢作为能源;众宇氢能技术 (荆州) 则填补了我国氢燃料电池动力系统的空白。

尽管中国与以日本为代表的技术领先的国家一样,在FCV领域正不断取得技术突破,然而我们必须正视的是,目前 FCV 在整个汽车市场中的比重极小:没有大规模厂商参与研发,加氢站仅在全球某些特定地区存在,市面上在售的 FCV 仅有 3 款,并只在特定地区发售。公众对 FCV 可谓知之甚少。我们不禁要问,FCV真的会是新能源汽车的下一场革命吗?

氢燃料电池汽车全球概览

与电动汽车全球遍地开花的繁荣景象相比,FCV 的存在感极低,目前仅有以日本、英国、美国、韩国等为代表的发达国家,在 FCV 的研发上投入资金,修建加氢站等基础设施,并出台优惠政策,鼓励消费者购买 FCV。

 

                        (日本常见的加氢站 来源:Autocarpro)

日本不仅在氢能利用方面技术领先,并且计划构建一个以氢能为主要能源的清洁城市;同样的,日本在 FCV 的研发上,走在了世界前列。日本计划到 2020 年东京奥运会开幕,修建的加氢站将形成一张网络,覆盖以东京、大阪为代表的城市带。与此同时,日本政府正加大消费者购买 FCV 的补贴力度,并表示到 2025 年,将 FCV 的市场价格降至 2 万美元。

欧洲方面,以英国、丹麦为代表的国家,正加快推进加氢站的建设。如今,丹麦已基本实现加氢站全覆盖;英国、德国也在提高加氢站的资金投入和地域覆盖。特别是英国,在政策上大力支持 FCV,并计划至 2030 年,生产、销售 160 万辆 FCV。

(美国加州随处可见Shell加氢站 来源:Insideevs)

美国加州地区是 FCV 的天堂。加州有许多氢能源公司,他们与丰田、本田合作,兴建加氢站。我们以壳牌(Shell)公司为例,该公司的加氢站已覆盖加州全境,FCV 的用户可使用信用卡便利支付,只要在加州境内,无需担心加氢问题。

韩国是一支不可忽视的力量。尽管目前韩国加氢站数量屈指可数,FCV 份额也不大,但韩国政府出台了诸多鼓励政策:不仅有占据 FCV 价格 1/3 的高额购车补贴,还计划到 2030 年,全国加氢站数量由目前的 10 多座,增加至 520 座,基本实现韩国主要城市全覆盖。此外,韩国著名的电池厂商 LG 化学和著名车企现代汽车,在氢燃料电池领域有很强的研发实力和国际竞争力。

我国 FCV 的发展还处于技术储备阶段,既没有推向市场的FCV产品,也没有实现商用的加氢站。在国家主推电动汽车的大环境下,有学者表示,「我国的 FCV 产业落后国外 5-10 年。」

氢燃料电池汽车与锂电池电动汽车优劣对比

一言以蔽之,FCV 的最大劣势在高昂的制造成本。尽管近几年,随着技术进步,FCV 的价格已经从曾经的 10 多万美元,降到现在的 6-7 万美元;但我们也应看到,特斯拉、通用已经将高性能电动汽车的价格下探至 3 万美元。

 

 

(售价低至35000美元的特斯拉Model 3 来源:Itechpost)

除开制造成本,FCV 的优势相当明显,甚至有人认为,「FCV 才是未来汽车的终极形态。」第四能源认为,FCV 最大的优势有如下三点。

一、补给时间短,直接加氢,一般只需 3-5 分钟。电动汽车最快的充电方式为特斯拉的超级快充,最少也需 1 小时;而直接更换电池的补给方式,并未普及。

二、无二次污染。氢燃料电池主要的成分是氢,在使用寿命结束后,并不会对环境造成污染。锂离子电池因含有重金属镍、钴、砷等有毒污染物,所以必须要进行回收处理。

三、续航里程更远。氢燃料电池储能密度高,且重量轻,所以 FCV 的续航里程相较电动汽车,普遍更远。市面上在售的 FCV,续航里程均超过 500 公里,而电动汽车普遍集中在 150-250 公里,超过 300 公里的电动汽车仅有特斯拉、雪佛兰为数不多的几款产品。

此外,FCV 在电池衰减、能效转化、易维修程度等多方面,也同样有着显著优势。然而,上文已经提到,制约 FCV 发展的最大阻碍是其高昂的成本,它主要体现在以下两个方面。

第一、加氢站修建成本高。特斯拉超级充电站修建成本约 30 万美元,而加氢站成本往往高达 100-200 万美元,这是因为液态氢的特殊属性,加氢站的燃料箱需要特制,相关设备的成本极为高昂。

第二、氢燃料电池化学反应所需的催化剂成本高。氢燃料电池的催化剂一般使用铂这种稀有贵金属,铂就是大家所熟知的白金。铂不仅稀有,而且开采难度大,价格比黄金还高。

以上我们可以看出,除了成本略「贵」一点,FCV 可谓全方位碾压电动汽车。

(奥迪A7 h-tron quattro 来源:Carscoops)

氢燃料电池汽车代表车型

事实上,最早进行 FCV 研发的汽车公司并不是丰田、本田,而是美国通用汽车。早在 1966 年,通用就发布了世界第一台 FCV——雪佛兰 Electrovan。此后,通用陆续投入 40 亿美元用于 FCV 的研发,但始终无法解决 FCV 高企的成本这一难题。

然而,对于 FCV 这种具有明显优势且能代表未来汽车形态的产品,车企们都不愿放弃,在市场上仍动作频频:作为 FCV 的鼻祖,通用出于市场策略,近年没有推出相关产品,但该公司从未停止 FCV 的研发,今年 10 月,通用将推出一款雪佛

兰科罗拉多 FCV 概念车;奥迪汽车在 2014 年 11 月洛杉矶车展上,推出了 A7 h-tron quattro 概念车;宝马汽车在 2015 年发布了基于 i8 和 5 系 GT 车型的 FCV 原型车,并宣布于 2020 年发布量产版;奔驰汽车此前就已推出过基于 B 系列的 FCV,在今年 6 月,该公司表示将于 2017 年推出新款 FCV 版 GLC;尽管福特汽车近年没有推出 FCV 产品,然而在今年 8 月,该公司获得了美国能源部提供的 600 万美元研发资金,用于加快 FCV 的研发。

目前市面上能买到的 FCV 仅有 3 款,分别是丰田 Mirai、本田 Clarity、现代 ix35 FC。这些车只在加氢站修建相对完善的区域发售,这意味着消费者在大陆无法买到其中任何一台 FCV。

(丰田Mirai 来源:Toyota)

Mirai 在日本语的意思是「未来」,它代表了丰田在 FCV 领域的态度。与特斯拉发展路径截然不同的是,丰田从未推出过纯电动汽车产品,而是主推混合动力,并默默在 FCV 上发力。自 1992 年,丰田便已开始 FCV 的研发,20 多年来,丰田在该领域已积累了多达 5000 项专利。

Mirai 无疑是丰田 FCV 的集大成者。2014 年 11 月,量产版 Miran 问世,不到 6 万美元的售价,而特斯拉 Model S 和 Model X 售价都在 10 万美元以上。Mirai续航里程高达 500 公里,碾压一众电动汽车。

在今年 3 月的纽约国际车展上,Mirai 获得了 2016 年度「世界绿色汽车奖」。目前,Mirai 已经在日本、美国、德国、英国、丹麦等地区发售,2015 年年销量为 700 台,2016 年预计年销量将达到 2000 台。

本田 Clarity