氫燃料汽車痛與未來

鄭劼

隨著佳華利道30kW氫燃料汽車的正式亮相，國內氫能源汽車產(chǎn)業(yè)樹立了新的里程碑。

特斯拉首席執(zhí)行官埃隆·馬斯克曾多次公開表示：“氫燃料汽車在親環(huán)境汽車中沒有勝算?！辈⒊靶θ剂想姵兀‵uel Cell）是笑料電池（Fool Cell），氫燃料電池汽車是汽車制造商騙人的把戲。但就目前情況來看，馬斯克似乎又要被自己的話打臉了。

近日，佳華利道30kW氫燃料電池客車在深圳正式亮相，這輛由中國本土企業(yè)主導研發(fā)制造、處于世界領先水平的氫燃料汽車的下線和亮相，標志著國內氫能源汽車產(chǎn)業(yè)進程由此進入了新的發(fā)展階段。

說起氫燃料汽車，其實早在2008年北京奧運期間，當時的上海大眾汽車就提供了20輛帕薩特領馭氫燃料電池汽車，作為奧運之行的“綠色車隊”；去年東京車展，本田發(fā)布了首款量產(chǎn)版氫燃料電池汽車Clarity；除此以外，豐田、雷克薩斯、奔馳等一眾國際豪華汽車品牌也紛紛推出了自己的氫燃料電池汽車。

然而，氫燃料電池汽車仍然要面對成本高昂，基礎設施嚴重不足等現(xiàn)實問題，如何讓其更廣泛的市場化，或許答案就在公共領域之中。

佳華利道：理想絕非空談

6月17日，為期兩天的第四屆國際低碳城論壇在深圳隆重舉行。其中，深圳佳華利道新技術開發(fā)有限公司發(fā)布的30kW氫燃料電池客車成為萬眾矚目的焦點。

據(jù)了解，佳華利道30kW氫燃料客車車身長度達到11.5米，采用巴拉德30kW FCvelocity-MD Fuel Cell型號燃料電池，氫氣瓶容量為128L×8瓶，加氫時間僅需10分鐘，最大行駛里程可達到500km，最高車速可達到69km/h，爬坡度可達到14度。車輛引進吸收國外先進的電堆技術，動力系統(tǒng)國產(chǎn)化率達到80%，最大輸出功率為30KW，最大輸出電流為300A，最大輸出電壓為180VDC，控制模式采用CAN總線。

佳華利道30kW氫燃料客車由佳華利道新技術開發(fā)有限公司聯(lián)合哈爾濱工業(yè)大學、太空科技南方研究院、中國航天深圳創(chuàng)新研究院、加拿大巴拉德公司制造。其中7大關鍵部分中，整車控制器、電池組、驅動電機、冷卻系統(tǒng)技術由佳華利道提供，而供氫系統(tǒng)、電源管理系統(tǒng)和30kW燃料電池模塊這三部分的技術則分別來自太空科技、航天新源和巴拉德，哈爾濱工業(yè)大學則提供全面的技術指導。

佳華利道新技術開發(fā)有限公司總經(jīng)理王育斌告訴《汽車觀察》，佳華利道30kW氫燃料客車的投放目前定位于公交領域，公交車在行駛過程中頻繁停車靠站的特點能夠促使氫燃料客車有效利用制動回收能量，提高產(chǎn)品的續(xù)航里程與經(jīng)濟性，而且有利于加氫站點的設置及前期推廣使用。隨著技術的不斷發(fā)展及批量化生產(chǎn)，產(chǎn)品應用空間將有望得到擴展。

就業(yè)界普遍關心的安全問題，王育斌介紹，氫燃料電池并沒有氫氣燃燒的環(huán)節(jié)，而是氫氣、氧氣在裝置中電化學反應的過程。在制氫儲氫方面，佳華利道30kW氫燃料客車依靠太空科技南方研究院開發(fā)供氫系統(tǒng)；另外，在車輛設計上，因為氫氣很輕，佳華利道30kW氫燃料客車的儲氫罐裝在車頂，即使發(fā)生氫氣泄漏，也會馬上散發(fā)。從這個角度上看，只要能夠得到正確地使用和可靠的監(jiān)控防護，氫燃料客車并沒有想象中可怕，甚至會比其他新能源汽車更加安全。

王育斌表示，佳華利道30kW氫燃料客車將選擇幾條公交線路進行示范運行，讓燃料電池客車的優(yōu)勢展現(xiàn)出來，為后期大規(guī)模的推廣應用打下基礎。對于該款公交的量產(chǎn)時間，王育斌透露，將于今年三季度進行小批量生產(chǎn)，條件成熟明年初即可大批量投入市場。

挑戰(zhàn)與機遇并存

去年12月聯(lián)合國氣候變化國公約簽約國全會上通過的《巴黎協(xié)定》已經(jīng)預告，包括汽油和柴油在內的發(fā)動機驅動的汽車將在未來的汽車市場逐漸失去地位，親環(huán)境汽車的市場規(guī)模將會大幅增加。

電動汽車、氫燃料汽車被普遍認為是其中最具潛力的類型，兩者都能夠擺脫化石燃料的束縛，實現(xiàn)“零排放”。據(jù)業(yè)內專家介紹，與時下大熱的電動汽車不同，氫燃料汽車實現(xiàn)零排放的基本原理是通過電解水的逆反應，把氫和氧分別供給陰極和陽極，氫通過陰極向外擴散和電解質發(fā)生反應后，放出電子通過外部的負載到達陽極，整個過程中只會產(chǎn)生水和熱。直接將化學能轉換為電能，相比電動汽車，氫燃料汽車的轉換效率至少高達50%以上。

不同于鋰電池電動汽車通過數(shù)百公斤的電池組增大續(xù)航里程，燃料電池汽車加注10來斤的氫氣就可以一口氣跑上400公里，比起純電動汽車來說，氫燃料電池汽車更能勝任長途出行。而同樣里程，氫燃料電池車加注氫氣時間只相當于傳統(tǒng)充電時間的1/18，而且氫燃料電池的使用壽命可以長達2萬小時，在汽車使用周期內無需更換，將較大程度緩解制造和處理廢舊鋰電池的環(huán)境壓力。更重要的是，在寸土寸金的今天，加氫站所需要的場所面積僅為充電站的10%，將為城市發(fā)展釋放了大量的土地資源。

盡管現(xiàn)在氫燃料主要是從天然氣中獲得，但當化石燃料枯竭時，還可以從風能、太陽能、地熱能等再生能源中制取?？偠灾?，從理論上來講，氫氣是一種永遠不會耗竭的資源。同時，比起純電動汽車來說，氫燃料電池汽車在整個燃料生產(chǎn)、供應環(huán)節(jié)，總體上排放的二氧化碳要少得多，環(huán)保效果顯著。

沒有尾氣污染、沒有里程焦慮、沒有能源擔憂，聽起來，氫燃料汽車似乎是未來汽車社會一個“兩全其美”的辦法。但事實上，目前全球范圍內僅有三款氫燃料汽車在產(chǎn)——豐田Mirai，本田Clarity和現(xiàn)代ix35/Tucson。而根據(jù)業(yè)內知名咨詢公司IHS Automotive的報告顯示，預計到2027年，氫燃料汽車每年的銷量將超過7萬輛，雖然這意味著取得了距今以來的最大幅度增長，但也僅占新車總銷量的千分之一。

業(yè)內專家表示，缺少加氫站是氫燃料電池車首先面臨的最大難題。純電動車雖然充電慢，但在基礎設施的建設上比氫燃料汽車要容易許多。

氫燃料電池車昂貴的造價同樣是巨大的障礙。昂貴的鉑電極使得氫燃料電池的造價始終居高不下。幾年前，一輛燃料電池車的成本高達百萬美元。盡管歷經(jīng)數(shù)年的努力，目前，佳華利道氫能源汽車的單車成本已經(jīng)降到200萬元人民幣，但與傳統(tǒng)能源汽車和電動汽車相比，依然是一個天文數(shù)字。除去氫燃料電池汽車本身的問題，比純電動汽車更低的消費者認知度也是車企不得不面對的挑戰(zhàn)。

“前途是光明的，過程是曲折的?！本腿缤跤笏f，任何事物的成長都需要時間的磨合，隨著技術的進步、資本投入的逐漸增加、政策的逐漸傾斜和人們對清潔能源的不懈追求，未來氫燃料汽車一定能以更加科技、環(huán)保、優(yōu)惠的方式走進千家萬戶。