伴隨能源安全和環(huán)保要求,零排放、高效率、可再生等成為新能源客車可持續(xù)發(fā)展方向。依托氫燃料電池技術(shù)的進步,氫燃料電池客車的優(yōu)勢越發(fā)明顯,和傳統(tǒng)客車比,零污染、零排放;和純電動客車比,加注燃料速度快,續(xù)航里程更長。未來在公路客運領(lǐng)域,它的優(yōu)勢會更加明顯。近幾年來,氫燃料電池客車逐漸受到國家和行業(yè)重視,越來越多的呼聲表示:氫燃料電池客車產(chǎn)業(yè)化的春天快來了。
氫燃料電池客車發(fā)展現(xiàn)狀與優(yōu)勢
從國際上看,氫燃料電池汽車發(fā)展大致經(jīng)歷的四個階段:2000年之前,概念設(shè)計和原理驗證階段;2000-2010年,燃料電池技術(shù)攻關(guān)和技術(shù)驗證階段;2010-2015年特定用途領(lǐng)域商業(yè)化階段;2015年至今,逐步進入商業(yè)化階段。目前,我國基本掌握了氫燃料電池汽車整車動力系統(tǒng)及關(guān)鍵零部件的核心技術(shù),具備了百輛級燃料電池汽車動力系統(tǒng)平臺與整車生產(chǎn)能力。2008年,20輛我國自主研制的氫燃料電池轎車服務(wù)于北京奧運會;2010年,上海世博會上成功運行了近200輛具有自主知識產(chǎn)權(quán)的燃料電池汽車??蛙囶I(lǐng)域,參與氫燃料電池客車研發(fā)的整車企業(yè)有宇通客車、福田歐輝、蘇州金龍(海格)、申龍客車、廈門金旅、中植汽車、佛山飛馳等,目前國內(nèi)在運行的氫燃料電池客車近40輛,建加氫站8座,實際運行3座。
政策利好。新能源客車的快速發(fā)展,離不開國家的政策利導(dǎo)。氫燃料電池客車產(chǎn)業(yè)化符合我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求,國家有意從政策上給予扶持和引導(dǎo)。2016年11月,國務(wù)院印發(fā)《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》,明確提出燃料電池汽車要產(chǎn)業(yè)化,到2020年要實現(xiàn)燃料電池車批量生產(chǎn)和規(guī)?;痉稇?yīng)用,燃料電池將從“研究開發(fā)、示范應(yīng)用”階段向“產(chǎn)業(yè)化”階段轉(zhuǎn)折。2016年年末,四部委聯(lián)合發(fā)布了2017年新能源汽車推廣補貼政策,動力電池客車補貼縮水,然而氫燃料電池客車補貼標(biāo)準(zhǔn)不變,輕型客車30萬元/輛,大中型客車50萬元/輛。目前各地政府也出臺相應(yīng)的補貼政策,多數(shù)地方燃料電池車補貼維持與國家補貼1:1的額度。在加氫站建設(shè)上,對符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)且日加氫能力不少于200公斤的新建燃料電池車加氫站,每站獎勵400萬元。
勿走動力電池客車發(fā)展的老路
技術(shù)應(yīng)用在產(chǎn)業(yè)化過程中似乎都陷入了技術(shù)創(chuàng)新、市場化、無序競爭、野蠻生長、政策調(diào)整、優(yōu)勝劣汰、有序發(fā)展的怪圈,動力電池客車發(fā)展也是如此。2014年底,我國新能源汽車發(fā)展被上升為國家戰(zhàn)略,直接帶動新能源客車行業(yè)和動力電池行業(yè)的快速發(fā)展,2015年至今,新能源客車呈“井噴式”增長。但在增長的背后是大量動力電池企業(yè)的野蠻生長,新能源客車安全事故頻發(fā),企業(yè)更是出現(xiàn)了騙補丑聞。早期生長的新能源客車在使用2年后,續(xù)航降低、故障頻發(fā),出現(xiàn)大量“趴窩”、閑置車輛。受制于動力電池核心技術(shù)仍未突破,加之對政策過于依賴,動力電池客車發(fā)展陷入了調(diào)整期。
氫燃料電池客車發(fā)展勿走動力電池客車發(fā)展的老路。在國家政策利導(dǎo)的前提下,應(yīng)繼續(xù)加大氫燃料電池技術(shù)研發(fā),實現(xiàn)核心技術(shù)的突破,從而降低造車成本;同時補齊氫燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈,加強配套設(shè)施的完善。章桐教授指出,發(fā)展氫燃料電池國家要有戰(zhàn)略,行業(yè)要有投入,基礎(chǔ)和應(yīng)用并舉。由于基礎(chǔ)研究薄弱,我國在很多技術(shù)上仍然有缺陷,如果光做推廣、不做基礎(chǔ),永遠(yuǎn)跟別人差半截,到最后有可能被國外的企業(yè)淘汰,把燃料電池市場丟掉。
企業(yè)“搶灘”。在政策利導(dǎo)下,具有戰(zhàn)略性和前瞻性的整車企業(yè)紛紛行動起來,“搶灘”氫燃料電池客車產(chǎn)業(yè)先機。早在2008年北京奧運會期間,福田歐輝與清華大學(xué)共同研發(fā)的3輛燃料電池客車參與示范運行;2010年,3輛同濟大學(xué)研發(fā)和3輛清華大學(xué)研發(fā),共6輛燃料電池客車亮相上海世博會;2010年新加坡青奧會期間,海格和清華大學(xué)合作研發(fā)的2輛燃料電池客車參與示范;2016年4月,宇通客車與億華通簽訂100輛氫燃料電池客車合作意向書,預(yù)計2017年一季度末將會有100多臺配備億華通燃料電池動力系統(tǒng)的車上路運行;2016年5月,福田歐輝簽訂100輛8.5米氫燃料電動客車銷售合同,開啟氫燃料電動客車的商業(yè)化運作。
政策利好。新能源客車的快速發(fā)展,離不開國家的政策利導(dǎo)。氫燃料電池客車產(chǎn)業(yè)化符合我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求,國家有意從政策上給予扶持和引導(dǎo)。2016年11月,國務(wù)院印發(fā)《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》,明確提出燃料電池汽車要產(chǎn)業(yè)化,到2020年要實現(xiàn)燃料電池車批量生產(chǎn)和規(guī)?;痉稇?yīng)用,燃料電池將從“研究開發(fā)、示范應(yīng)用”階段向“產(chǎn)業(yè)化”階段轉(zhuǎn)折。2016年年末,四部委聯(lián)合發(fā)布了2017年新能源汽車推廣補貼政策,動力電池客車補貼縮水,然而氫燃料電池客車補貼標(biāo)準(zhǔn)不變,輕型客車30萬元/輛,大中型客車50萬元/輛。目前各地政府也出臺相應(yīng)的補貼政策,多數(shù)地方燃料電池車補貼維持與國家補貼1:1的額度。在加氫站建設(shè)上,對符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)且日加氫能力不少于200公斤的新建燃料電池車加氫站,每站獎勵400萬元。
企業(yè)“搶灘”。在政策利導(dǎo)下,具有戰(zhàn)略性和前瞻性的整車企業(yè)紛紛行動起來,“搶灘”氫燃料電池客車產(chǎn)業(yè)先機。早在2008年北京奧運會期間,福田歐輝與清華大學(xué)共同研發(fā)的3輛燃料電池客車參與示范運行;2010年,3輛同濟大學(xué)研發(fā)和3輛清華大學(xué)研發(fā),共6輛燃料電池客車亮相上海世博會;2010年新加坡青奧會期間,海格和清華大學(xué)合作研發(fā)的2輛燃料電池客車參與示范;2016年4月,宇通客車與億華通簽訂100輛氫燃料電池客車合作意向書,預(yù)計2017年一季度末將會有100多臺配備億華通燃料電池動力系統(tǒng)的車上路運行;2016年5月,福田歐輝簽訂100輛8.5米氫燃料電動客車銷售合同,開啟氫燃料電動客車的商業(yè)化運作。
技術(shù)突破。據(jù)中國電動汽車百人會氫能燃料電池汽車課題組提供資料顯示,我國攻克了車用燃料電池動力系統(tǒng)集成、控制和適配等關(guān)鍵難點,形成了燃料電池系統(tǒng)、動力電池、DC/DC變換器、驅(qū)動電機、儲氧與供氧系統(tǒng)等關(guān)鍵零部件研發(fā)體系,實現(xiàn)了綜合技術(shù)的跨越,總體技術(shù)接近國際先進水平。以清華大學(xué)汽車安全與節(jié)能國家重點實驗室為主的燃料電池客車動力系統(tǒng)研發(fā)團隊在車用燃料電池動力系統(tǒng)平臺技術(shù)方面取得重要進展。燃料電池客車形成的燃料電池-動力電池動力系統(tǒng)技術(shù)平臺,攻克了制動能量回收、蓄電池系統(tǒng)熱電管理技術(shù)、雙燃料電池堆獨立運行等瓶頸技術(shù),建立了碰撞-氫-電等多因素構(gòu)成的新的汽車安全技術(shù)體系,完成了國際上第一列客車用氫-電系統(tǒng)的臺車碰撞試驗。以福田歐輝研發(fā)的8.5米氫燃料電池客車為例,該車采用全球領(lǐng)先的干膜技術(shù),可實現(xiàn)-20°C低溫啟動、-46°C低溫存放和停機自動保護,加氫只需10分鐘,續(xù)航里程可達500公里,接近傳統(tǒng)燃油車。
氫燃料電池客車的產(chǎn)業(yè)化瓶頸
通過上述分析可發(fā)現(xiàn),我國發(fā)展氫燃料電池客車的優(yōu)勢已經(jīng)很明顯,盡管如此,氫燃料電池客車要實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化還有很多瓶頸需突破。
氫燃料產(chǎn)業(yè)鏈問題。氫燃料電池客車的產(chǎn)業(yè)鏈包括了整車企業(yè)、氫燃料電池零配件企業(yè)、氫燃料供應(yīng)企業(yè)等。目前,中上游的氫燃料電池零配件企業(yè)和氫燃料供應(yīng)企業(yè)數(shù)量屈指可數(shù)。電池零配件企業(yè)主要是生產(chǎn)燃料電池組、氫氣存儲設(shè)備和配件。做氫燃料電池零配件的企業(yè)或高校有:大連新源、上海神力、北京億華通、清華大學(xué)、同濟大學(xué)、武漢理工等。氫燃料供應(yīng)企業(yè)主要是提供燃料氫氣,包括氫氣生產(chǎn)、輸送和充氣。目前,專門為汽車提供氫燃料供應(yīng)企業(yè)只有幾家。據(jù)中國客車網(wǎng)了解,億華通一直做的燃料電池動力系統(tǒng)的開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化及氫能基礎(chǔ)設(shè)施運營與規(guī)劃,可以說在致力于補齊氫燃料電池中上游產(chǎn)業(yè)鏈。
成本問題。成本包含了造車成本和運營成本。我國的氫燃料電池技術(shù)路線不同于國外,我國氫燃料電池客車的發(fā)展路線是電電結(jié)合,既氫燃料電池+動力電池。與國外的氫燃料電池車比,我國的造車成本要低很多。清華大學(xué)教授李建秋表示,目前我國氫燃料電池客車的整車成本在200萬人民幣左右,而國外的純氫燃料電池客車造價在100萬美元左右,約是680萬人民幣。然而與我國的傳統(tǒng)客車以及純電動客車比,盡管有補貼優(yōu)勢,成本還是稍高。當(dāng)然,隨著技術(shù)成熟和量產(chǎn)化,成本肯定會下降。同濟大學(xué)教授章桐表示,考慮到2019年,對于純電動大巴的這樣一個退坡政策完全到位、完全是零的話,燃料電池客車仍然享受補貼,購車成本上會發(fā)生逆轉(zhuǎn)。運營成本主要體現(xiàn)在氫燃料上,粗略估算,燃料電池客車百公里運行成本是77元,傳統(tǒng)燃油車百公里耗油40升左右,成本約為200元;純電動車百公里用電約50度,價格在60-70元。目前,氫燃料電池客車運行成本要低于傳統(tǒng)客車,而高于純電動客車。
氫源和加氫站限制。制氫包括兩個途徑,可再生能源電解水制氫和工業(yè)副產(chǎn)氫??捎糜谥茪涞目稍偕茉窗ㄋ堋L(fēng)能、太陽能等。我國西南地區(qū)有豐富的水電資源,我國西北部地區(qū)有豐富的風(fēng)能和太陽能資源,都可用來做電解水制氫。然而目前我國建成和運行的加氫站主要分布在北京、上海、鄭州等大城市,形成地域限制。同時,工業(yè)副產(chǎn)氫分布比較分散,比較集中的地區(qū)有華東地區(qū)的工業(yè)鹽場。目前,我國的加氫站建設(shè)才處于剛剛起步階段,與新能源汽車充電站比,加氫站的建設(shè)成本要高出很多。武漢理工大學(xué)教授潘牧認(rèn)為加氫站數(shù)量少的最大原因是目前還是沒有車,一般來說先有車后有路,加氫站也一樣,先有車后有站,整車廠把車推出來后,加氫站建設(shè)會隨和跟上。從氫能源建設(shè)上看,我國還有很大的潛力可以挖掘,氫能源基礎(chǔ)建設(shè)是一項國家計劃,需要舉全國之力。