燃料电池车离我们不远了

日前，丰田汽车公司对外宣布，计划今年9、10月在欧美市场出售mirai燃料电池汽车。这条消息顿时引发社会各界的广泛关注，因为这意味着燃料电池汽车的商业化之路曙光已现。

在理想的状态下，只要五分钟，车主就可以给电池灌满燃料，而不是等上几个小时来充满电——这就是燃料电池汽车相比纯电动汽车的最大优势。

燃料电池汽车也是电动汽车，只不过“电池”是氢氧混合燃料电池。当然，和普通化学电池相比，燃料电池需要补充氢气。

应该说，作为汽车大国，中国发展燃料电池汽车，无疑具备相当优势。那么，中国的燃料电池汽车的研发情况如何？有哪些因素制约其产业化、商业化之路呢？日前，在由电动汽车百人会组织的沙龙上，众多学者、汽车厂商代表就此进行了深入研讨。

进入商业化诱导期

由于常规能源的日渐匮乏和排放标准的日益严苛，燃料电池汽车（氢新能源车）将有效降低对常规能源的依赖，并减少碳排放。目前，发展燃料电池汽车已经成为世界的一大潮流。

中国工程院院士衣宝廉向记者指出，燃料电池的发电原理跟锂电池完全一样。“但是跟锂电池不同的是，燃料电池发电工作方式类似传统的内燃机，要构成一个完整的系统。”

清华大学教授李建秋向记者介绍，燃料电池是开放体系，氢和氧要源源不断地输入到电堆里面，所以它的密封和存储比较关键。电动汽车和燃料电池汽车有各自的优缺点，行驶里程短，电动汽车的成本会低一些，但对于长里程，燃料电池汽车则更具优势。

从历史来看，燃料电池汽车已经走过好几个阶段。在第一阶段，科研人员发现燃料电池在汽车启动后便很快衰减，随即开始进行攻关。在第二阶段，科研人员主要解决燃料电池的可靠性、耐久性等问题。“现在，应该说已经进入了第三阶段，主要是进一步降低成本和铂（pt）的用量，同时加强加氢站的建设，实现燃料电池车的商业化。”衣宝廉说。

目前，国际上几大知名汽车厂商如通用、丰田、戴克和现代，其研发的燃料电池发动机都可以跟现在的内燃机进行互换。相关数据统计，使用燃料电池的大巴车的寿命已经超过了1万小时，小轿车已经超过了5000小时，达到了国家对汽车的要求。

那么，这种燃料电池汽车的成本如何？和传统汽车相比有无优势呢？

按照美国能源部的估算，如果量产50万辆的燃料电池汽车，每台汽车的燃料电池的成本接近40美元，其价格将会大大降低。如果用户购买燃料电池的轿车，按照100公里一公斤氢气来估算，费用约为20元人民币，比传统汽车加油的费用要便宜。

2014年5月，日本经济产业省发布《氢燃料电池车普及促进策略》，将氢燃料、氢燃料电池车相关的国际技术标准引入日本国内，并将其作为国内氢燃料电池车行业标准。这说明在国家层面，日本已经在大力推进燃料电池汽车。

“今年，丰田的未来车已经宣布实现了商业化，现在订货已经超过了1500辆。”衣宝廉指出，从国际上来看，燃料电池车现在正进入一个商业化的诱导期。

中国已经全面布局

那么，对于燃料电池汽车，国内的研发水平及应用情况又是怎样的？

事实上，在国家层面上，我国早已意识到燃料电池汽车的先进性。科技部连续出台了多个五年计划，对电动汽车技术的研发，包括燃料电池汽车以及氢能技术的研发给予了专项经费的支持。“就中国的燃料电池研发技术来说，在前面三个五年科技计划支持下，我们基本上掌握了零部件和平台技术，但是我们在规模化、标准化、一致性方面还不够。”李建秋说。

在国内汽车企业中，目前上汽集团也在开发燃料电池汽车，比如荣威750和荣威950。

“燃料电池汽车是真正意义上的零排放。此外，它能够有效利用工业废氢。”上汽集团燃料电池整车项目总工程伟指出，上汽集团一直贯彻国家能源战略，瞄准汽车驱动电气化趋势，推动燃料电池汽车升级，“2014年，我们开发的荣威750燃料电池汽车参加了整个全国巡游，西线、北线、南线跑了接近1万公里，西部最远到了拉萨和日喀则，经受住了不同路况、气候、海拔的考验”。

同济大学新能源汽车中心主任章桐指出，中国现在已经具备燃料电池汽车产业化的很多条件，“燃料电池汽车本身也是纯电动汽车，跟目前国内大规模推广的（锂电池）纯电动汽车有很多共同之处，我们有很强的行业技术支持。此外，国内从2000年开始做燃料电池汽车，在燃料电池发动机系统方面，包括氢气的生产、加注、运输等方面都积累了一定经验。尽管技术方面不一定是最领先的，但是相应的条件已经都有了”。

大规模产业化可期

2014年12月15日，丰田燃料电池汽车mirai在日本国内开始发售。现代汽车集团也表示，会在今年开始量产燃料电池汽车。

毫无疑问，国外的汽车企业已经走在产业化的前端。那么，中国的燃料电池汽车何时能够迎来大规模的产业化？或者说，燃料电池汽车何时能够在国内普及？

在此前出台的《中国制造2025》中，国家已经明确提出将新能源汽车作为重点发展领域，未来国家将继续支持电动汽车、燃料电池汽车的发展。其中，燃料电池汽车的战略目标包括三个阶段，第一是在关键材料零部件方面逐步实现国产化；第二是燃料电池和电堆整车性能逐步提升；第三方面是要实现燃料电池汽车的运行规模进一步扩大，达到1000辆的运行规模。到2025年，制氢、加氢等配套基础设施基本完善，燃料电池汽车实现区域小规模运行。这说明，国家对于未来燃料电池汽车的推广，有着明确的步骤和清醒的认识。

李剑秋指出，目前，在燃料电池汽车整车技术方面，我们仍然有三大关键技术需要攻克，“第一是纯电驱动技术，包括纯电动或者混合动力的技术；第二是整车的结构安全集成技术；第三是车载的氢能源核燃料电池的技术。未来这个行业应当从材料到单体、发动机、整车形成相应的配合关系”。

“如果我们国家的政策得当，未来5年内整个燃料电池汽车，包括客车和轿车这两类，在电池耐久性、pt用量等方面应该会有明显的突破。”李建秋表示，目前客车已经进入技术示范阶段，2020年前后会进入大量的推广阶段。对于轿车来说，由于现在还需要技术攻关，预计到2020年进入大规模产业化建设，2025年前后进入大规模产业化生产阶段。

“2020年这个时间点，可能会是整个燃料电池汽车大发展的阶段。”程伟也表示，目前燃料电池汽车对很多整车企业来讲可能有点曲高和寡，希望未来有更多的整车企业或者同行参与到燃料电池汽车开发中来，拉动燃料电池汽车产业链的发展，为燃料电池汽车的开发多作贡献。

来源：中国科学报