業(yè)內(nèi)對(duì)于氫燃料電池在乘用車(chē)上的應(yīng)用仍然存在一定的爭(zhēng)議，這主要在于燃料電池商業(yè)化面臨成本高昂等挑戰(zhàn)。

車(chē)企在氫燃料電池領(lǐng)域的布局明顯加快了步伐。

(資料圖)

近日，海馬汽車(chē)宣布將在新一代氫燃料電池車(chē)型上搭載豐田旗下完整的氫燃料電池部件和系統(tǒng)。在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，豐田已經(jīng)與福田汽車(chē)、北京億華通展開(kāi)合作，共同推出氫燃料電池客車(chē)，同時(shí)向多家商用車(chē)企業(yè)提供氫燃料電池組件。不過(guò)，與海馬合作是豐田汽車(chē)在中國(guó)市場(chǎng)首個(gè)氫燃料乘用車(chē)項(xiàng)目。

在氫燃料電池領(lǐng)域，豐田、現(xiàn)代、本田走在了前列，均已推出氫燃料電池乘用車(chē)。今年，寶馬集團(tuán)也將推出氫燃料電池乘用車(chē)?！皻潆姵氐碾妱?dòng)車(chē)是補(bǔ)充車(chē)體零排放產(chǎn)品的理想技術(shù)，寶馬今年將在幾個(gè)小規(guī)模市場(chǎng)小批量地投放寶馬氫燃料電池iX5，以進(jìn)行測(cè)試和展示?！睂汃R（中國(guó)）汽車(chē)貿(mào)易有限公司總裁邵賓4月1日在中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì)論壇（2023年）上表示，該車(chē)最大輸出功率可達(dá)295kW（401馬力），6秒內(nèi)完成百公里加速；在WLTP工況下，寶馬iX5 Hydrogen氫燃料電池車(chē)最大續(xù)航里程為504km，充滿(mǎn)儲(chǔ)氫罐只需要3~4分鐘。

中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2022年全年燃料電池汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)分別達(dá)到3628輛與3367輛，創(chuàng)下有史以來(lái)的最好成績(jī)。但相較于純電動(dòng)車(chē)的銷(xiāo)量規(guī)模，氫燃料電池車(chē)的市場(chǎng)應(yīng)用目前仍很有限。

搶跑氫燃料電池賽道

相較于純電動(dòng)汽車(chē)，燃料電池汽車(chē)的能量比較高，而且加氫時(shí)間、駕駛的舒適型可與燃油車(chē)媲美。過(guò)去多年來(lái)，日本和韓國(guó)的汽車(chē)制造商一直在開(kāi)發(fā)和推動(dòng)氫燃料電池汽車(chē)。其中，現(xiàn)代汽車(chē)旗下的NEXO車(chē)型是全球最暢銷(xiāo)氫燃料電池車(chē)。豐田氫燃料乘用車(chē)Mirai則在2014年1就開(kāi)始在日本銷(xiāo)售，到2019年，豐田氫燃料電池車(chē)型Mirai在全球的累計(jì)銷(xiāo)量突破1萬(wàn)輛。除了豐田對(duì)外出售燃料電池系統(tǒng)外，本田也計(jì)劃2025開(kāi)始每年對(duì)外銷(xiāo)售2000套燃料電池系統(tǒng)，爭(zhēng)取到2030年每年銷(xiāo)售6萬(wàn)套。

值得注意的是，寶馬集團(tuán)推出的氫燃料電池車(chē)BMW iX5 Hydrogen也是從豐田汽車(chē)采購(gòu)的燃料電池單體。不過(guò)，氫燃料電池系統(tǒng)由寶馬位于慕尼黑的氫能技術(shù)中心生產(chǎn)，電堆殼體、為燃料電池電堆輸送氫氣和氧氣的壓力板則在寶馬集團(tuán)蘭茨胡特工廠制造。

根據(jù)外媒報(bào)道，iX5 Hydrogen的首席工程師Jürgen Guldner透露，氫燃料電池車(chē)的成本相比此前已經(jīng)大幅下降。但總體來(lái)看，氫燃料電池車(chē)動(dòng)力總成價(jià)格依然非常高昂，這并非是原材料成本的問(wèn)題，而是產(chǎn)量過(guò)于稀少，但這種情況未來(lái)大概率會(huì)改變。寶馬的研究結(jié)果表明，在未來(lái)十年內(nèi)，氫燃料電池汽車(chē)的成本可能與純電動(dòng)汽車(chē)相當(dāng)。同時(shí)，寶馬的目標(biāo)是將氫氣罐的體積縮減到電池組一樣的大小，使 BMW Neue Klasse 架構(gòu)能兼容氫燃料電池和普通電池組。

從國(guó)內(nèi)車(chē)企來(lái)看，近幾年的政策拉動(dòng)在的一定程度上催熱了中國(guó)燃料電池車(chē)的發(fā)展。長(zhǎng)城汽車(chē)、上汽、吉利、廣汽等均在這一領(lǐng)域均有所布局。部分車(chē)企在去年前后推出了氫燃料電池乘用車(chē)，但整體上推廣的數(shù)量有限。長(zhǎng)安旗下新能源品牌深藍(lán)在去年重慶車(chē)展上發(fā)布了包含氫電版的車(chē)型深藍(lán) SL03，隨后廣汽集團(tuán)發(fā)布了全新的氫能源動(dòng)力系統(tǒng)，并發(fā)布了全新的氫能源 MPV 概念車(chē)綠境 SPACE。

在商用化層面，氫能物流重卡已成為氫燃料電池行業(yè)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的主要場(chǎng)景之一。2022年購(gòu)置氫燃料電池重卡協(xié)議的訂單數(shù)量大幅突破，從去年7月份以來(lái)到年底突破了1萬(wàn)輛。燃料電池的使用壽命普遍比鋰電池長(zhǎng)，長(zhǎng)期使用成本低于純電動(dòng)卡車(chē)。不過(guò)，氫燃料電池重卡購(gòu)買(mǎi)成本仍較高，目前一輛氫燃料電池重卡的售價(jià)普遍達(dá)到百萬(wàn)元以上。同時(shí)，加氫等使用成本也相對(duì)高。未勢(shì)能源副總裁解超朋在接受第一財(cái)經(jīng)記者采訪時(shí)表示，對(duì)于氫燃料電池產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)，當(dāng)市場(chǎng)達(dá)到一定的規(guī)模后，運(yùn)營(yíng)成本會(huì)遠(yuǎn)低于鋰電池、接近于燃油車(chē)。到2025年時(shí)，和燃油車(chē)、鋰電池車(chē)相比，氫燃料電池重卡車(chē)在全生命周期將具有優(yōu)勢(shì)。

不過(guò)，對(duì)于氫燃料電池在乘用車(chē)上的應(yīng)用，業(yè)內(nèi)仍然存在一定的爭(zhēng)議，這主要也在于燃料電池商業(yè)化面臨成本高昂、加氫站基礎(chǔ)設(shè)施不完善等挑戰(zhàn)。以豐田Mirai為例，其以進(jìn)口形式在國(guó)內(nèi)的起售價(jià)達(dá)74.8萬(wàn)元，遠(yuǎn)高于豐田燃油車(chē)的售價(jià)。中國(guó)工程院院士衣寶廉曾公開(kāi)表示，要實(shí)現(xiàn)無(wú)補(bǔ)貼的燃料電池車(chē)商業(yè)化，必須大幅度降低燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的成本和氫氣的成本，同時(shí)降低加氫站的建設(shè)費(fèi)用。

國(guó)內(nèi)技術(shù)仍面臨卡脖子問(wèn)題

中國(guó)工程院院士歐陽(yáng)明高指出，目前發(fā)展氫燃料電池還需要解決多方面的問(wèn)題，包括成本降低，加大功率，提高效率以及延長(zhǎng)壽命等。從成本方面來(lái)看，燃料電池成本去年已經(jīng)降到3000元/千瓦，今年會(huì)繼續(xù)降，2025年估計(jì)到1000元/千瓦。同時(shí)，車(chē)載儲(chǔ)氫瓶的成本也需要大幅降低。功率方面，燃料電池部分負(fù)荷效率比額定負(fù)荷效率高，因此加大功率可以把常用工況點(diǎn)移到高效區(qū)。而目前燃料電池重卡氫耗還偏高，因此額定效率也需要提高。

在壽命方面，目前氫燃料電池的壽命是1.8萬(wàn)小時(shí)左右，歐陽(yáng)明高表示到2025年需要提高到2.5萬(wàn)小時(shí)，到2030年做到3萬(wàn)-3.5萬(wàn)小時(shí)，滿(mǎn)足行駛里程120萬(wàn)-150萬(wàn)公里?！斑@是國(guó)內(nèi)的燃料電池系統(tǒng)壽命，國(guó)際最好水平已經(jīng)可以達(dá)到這一指標(biāo)。”

“當(dāng)前國(guó)內(nèi)整個(gè)氫燃料電池系統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)力在快速提升，但是部分核心零部件與國(guó)外差距仍很大?！蔽磩?shì)能源科技有限公司副總裁解超表示，氫燃料電池系統(tǒng)主要包括電堆、質(zhì)子交換膜、膜電極、雙極板、催化劑，儲(chǔ)氫系統(tǒng)主要包括儲(chǔ)氫瓶、瓶口閥和減壓閥等核心零部件。其中，閥門(mén)嚴(yán)重依賴(lài)進(jìn)口，質(zhì)子交換膜和催化劑也未取得實(shí)質(zhì)性突破?！安皇菄?guó)內(nèi)企業(yè)造不出來(lái)，而是在使用壽命、技術(shù)等方面達(dá)不到國(guó)外的水平。”

中國(guó)科學(xué)院院士孫世剛在百人會(huì)論壇上指出，燃料電池是一個(gè)小型“化工廠”，是非常復(fù)雜的。這里面有兩方面的問(wèn)題需要考慮，一是氫氣的來(lái)源，從成本來(lái)看，目前電解水的成本最高，雜質(zhì)比較少，工業(yè)上存在大量廉價(jià)的重整氫、副產(chǎn)氫，因含有毒化物種無(wú)法使用，因此要發(fā)展陽(yáng)極抗毒化催化劑，只讓氫氣到達(dá)反應(yīng)界面，阻擋其他物質(zhì)。

氫氣方面有兩個(gè)方向，一是構(gòu)筑分子選擇性通道，只讓氫氣達(dá)到反應(yīng)位點(diǎn)進(jìn)行反應(yīng)就能實(shí)現(xiàn)有效抗毒化。二是研發(fā)催化活性和穩(wěn)定性更高的催化劑。“氫氧燃料電池對(duì)催化劑的要求是高催化活性、高穩(wěn)定性、長(zhǎng)壽命，目前只有鉑族金屬可以用，但鉑族金屬資源少，價(jià)格昂貴。當(dāng)前鉑基催化劑被少數(shù)幾家國(guó)際公司所壟斷，研發(fā)催化活性和穩(wěn)定性更高的催化劑并實(shí)現(xiàn)商品化應(yīng)用是關(guān)鍵，希望我國(guó)的催化劑產(chǎn)業(yè)要跟上，如果不解決這個(gè)問(wèn)題，大規(guī)模發(fā)展是不可能的?！睂O世剛表示。

天風(fēng)證券發(fā)布的一份研報(bào)顯示，中國(guó)氫燃料電池產(chǎn)業(yè)目前與2012年鋰電池極為相似，政策自上而下支持，技術(shù)達(dá)到產(chǎn)業(yè)化條件，企業(yè)加快布局速度，產(chǎn)業(yè)鏈國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程開(kāi)啟，資本市場(chǎng)投融資熱度持續(xù)上升。與日本、美國(guó)相似，我國(guó)氫燃料電池產(chǎn)業(yè)有較大的增量，處在行業(yè)上升階段，萬(wàn)億級(jí)產(chǎn)業(yè)挖掘大幕已經(jīng)拉開(kāi)。（第一財(cái)經(jīng) 武子曄）

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