對(duì)氫燃料電池公交車市場(chǎng)需求的研究

姜揚(yáng)

摘要：氫燃料電池公交車日益受到政策的支持和整車企業(yè)和零部件廠商的關(guān)注與青睞，得力于其獨(dú)特的工作原理，使它具有了安全、清潔可再生、能量轉(zhuǎn)化率高、充電時(shí)簡(jiǎn)短續(xù)航里程長等優(yōu)勢(shì)，未來發(fā)展的市場(chǎng)廣闊。但是，在氫燃料電池公交車的發(fā)展中也遇到了氫存儲(chǔ)困難、加氫站建設(shè)成本高昂等瓶頸，導(dǎo)致氫燃料電池公交車仍處于試運(yùn)行和小范圍應(yīng)用中。

關(guān)鍵詞：氫燃料電池;公交車;市場(chǎng)需求;

市場(chǎng)需求決定供應(yīng)，也決定了商品的發(fā)展方向。在公交車領(lǐng)域也是同樣的道理，隨著國家對(duì)節(jié)能減排和綠色環(huán)保的提倡，陸續(xù)出臺(tái)了眾多最新能源產(chǎn)品應(yīng)用的支持政策，其中包括新能源公交車的支持。新能源公交車作為人們?nèi)粘３鲂械闹匾ぞ?，是提高健康、綠色生活的重要組成部分，因此以新能源公交車替代傳統(tǒng)燃油公交車的市場(chǎng)基礎(chǔ)廣大，發(fā)展前景利好。公交車市場(chǎng)的發(fā)展經(jīng)歷了從傳統(tǒng)燃油公交車到混合動(dòng)力公交車再到新能源公交車以及代表最新技術(shù)的氫燃料電池公交車的演變過程，它的每次發(fā)展、變革都反映著技術(shù)水平的革新和公交車市場(chǎng)更迭的召喚。現(xiàn)階段公交車普遍應(yīng)用的主要?jiǎng)恿碓?，按照其發(fā)展進(jìn)程依次是錳酸鋰電池的新能源公交車，磷酸鐵鋰電池的新能源公交車，鈦酸鋰電池的新能源公交車和處于試運(yùn)行中的氫燃料電池公交車。各種動(dòng)力來源的新能源公交車，經(jīng)過實(shí)踐的檢驗(yàn)，其優(yōu)缺點(diǎn)日益突出。其中氫燃料電池因其更清潔、更安全、更便捷、更舒適的卓越性能，成為了最受行業(yè)關(guān)注和青睞的動(dòng)力來源，預(yù)期的市場(chǎng)非常廣闊，也被稱為是21世紀(jì)最具潛力的新興能源。

要探索氫燃料電池的市場(chǎng)發(fā)展前景，首先要明確氫燃料電池發(fā)展歷程、工作原理以及它受到公交車市場(chǎng)青睞的理由。

一、氫燃料電池公交車的市場(chǎng)發(fā)展歷程

早在1939年英國William Robert Grove進(jìn)行水的電解實(shí)驗(yàn)時(shí)，得出水分解為氫氣和氧氣，由此想到其逆反應(yīng)，使氫氣和氧氣反應(yīng)就有可能產(chǎn)生電。為了進(jìn)一步驗(yàn)證這個(gè)想法，確定這個(gè)逆反應(yīng)是否會(huì)帶來電，他利用化學(xué)反應(yīng)過程，確鑿這一猜想，同時(shí)也生成了全世界公認(rèn)的第一個(gè)氫燃料電池。

在我國氫燃料電池車的應(yīng)用也是由來許久，在2008年北京奧運(yùn)會(huì)和2010 年上海世博會(huì)上，氫燃料電池公交車就曾活躍在這兩個(gè)城市的街道上。近年來，國家大力發(fā)展新能源汽車，氫燃料電池車的商業(yè)化也得到了政策的大力支持，國家2020年前對(duì)燃料電池汽車補(bǔ)貼不退坡，同時(shí)各地政府也大力支持氫燃料電池市場(chǎng)的發(fā)展，燃料電池技術(shù)快速進(jìn)步，整車成本不斷下降，我國燃料電池汽車市場(chǎng)的熱度正逐漸增高。中國石油、中國石化等大型能源企業(yè)也在積極布局氣源及加氫站基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。福田、宇通、飛馳、申龍、銀隆等整車企業(yè)已經(jīng)走在燃料電池汽車開發(fā)的前列，部分樣車已上國家公告。廣東佛山、云浮、深圳，江蘇如皋、鹽城、蘇州，浙江安吉，遼寧撫順，四川成都，河南鄭州，河北張家口，山西大同等多個(gè)城市紛紛試運(yùn)行氫燃料電池公交線路，我國的“氫能社會(huì)”已初見雛形。以河北張家口為例，在今年的6月12日，河北張家口發(fā)布了《氫能張家口 建設(shè)規(guī)劃（2019-2035）》，規(guī)劃到2021年，累計(jì)推廣各類氫燃料電池車1500 輛。 其中公交車?yán)塾?jì)推廣1000輛。 張家口目前已建成2座加氫站，規(guī)劃在2019年增建5座，達(dá)成2020年累計(jì)建成加氫站21座。氫燃料電池在各城市公交車市場(chǎng)的發(fā)展和預(yù)期可見一斑。

二、氫燃料電池公交車的工作原理

氫燃料電池會(huì)受到公交車市場(chǎng)的高度接受和青睞，正因?yàn)槠涮赜械墓ぷ髟?。氫燃料電池的工作原理?jiǎn)單說就是利用氫氣等燃料和空氣中的氧在催化劑的作用下，在電池中經(jīng)電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能來對(duì)汽車進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。氫燃料電池氧化還原反應(yīng)的過程，實(shí)質(zhì)上也就是電解水的逆過程，并不涉及到燃燒等有危險(xiǎn)的過程，并且唯一的產(chǎn)物是可以循環(huán)利用的水資源，因此氫燃料電池符合絕對(duì)安全和清潔環(huán)保的服務(wù)宗旨，成為新能源開發(fā)、利用領(lǐng)域的新寵，是新能源公交車市場(chǎng)乃至汽車領(lǐng)域市場(chǎng)的終極研究目標(biāo)。因此，氫燃料電池在公交車市場(chǎng)上的需求得到滿足后，可以迅速普及到乘用車市場(chǎng)。

三、氫燃料電池公交車的市場(chǎng)需求理由

（一）市場(chǎng)第一需求：安全

從前文的工作原理中，我們提到氫燃料電池的工作原理中并不設(shè)計(jì)燃燒等有危險(xiǎn)的過程，因此我們可以判斷以氫燃料作為動(dòng)力來源的新能源公交車是絕對(duì)安全的。安全是公交車市場(chǎng)對(duì)投入運(yùn)行的公交車的基本要求，也是給乘坐人的基本保障，是以人為本的基本理念的體現(xiàn)。

（二）市場(chǎng)第二需求：清潔并可再生

氫燃料在運(yùn)行中是氫氣和氧氣的電化學(xué)反應(yīng)過程，唯一生成物是可循環(huán)利用的水資源。因此氫燃料電池的原料不僅來源廣泛而且是可再生能源，這是非常符合綠色環(huán)保、節(jié)能清潔的市場(chǎng)需求的。

（三）市場(chǎng)第三需求：電池能量轉(zhuǎn)換率高

氫燃料電池在工作中由化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，其技術(shù)一旦成熟，其能量轉(zhuǎn)換效率可高達(dá)60～80%，為傳統(tǒng)燃油內(nèi)燃機(jī)的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍，這樣的轉(zhuǎn)化率不僅大大減低了不可再生資源的消耗，也增加了人們生活環(huán)境的改善，提高了人們的生活質(zhì)量。在這一需求點(diǎn)上，是一舉多得，是氫燃料電池得寵于公交車市場(chǎng)的重要因素—降低成本。

（四）市場(chǎng)第四需求：加氫時(shí)間短續(xù)航里程長

氫燃料電池公交車加氫4分鐘，可續(xù)航300公里左右 ，加氫10分鐘，可續(xù)航500公里左右。相對(duì)國內(nèi)其他純電動(dòng)汽車是具有優(yōu)勢(shì)的。新能源公交車線路固定，一般每日1次加氫即可滿足當(dāng)日公交系統(tǒng)的行程要求，大大降低了時(shí)間成本，因此從長遠(yuǎn)來看，氫燃料電池是公交車市場(chǎng)應(yīng)用的終極解決方案。

以上四點(diǎn)是公交車市場(chǎng)對(duì)投入運(yùn)行產(chǎn)品的基本需求，在這四方面氫燃料電池不僅能滿足，而且能高質(zhì)量的滿足，這大大的增加氫燃料電池的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。但也面臨著亟待解決的兩個(gè)問題。

四、氫燃料公交車市場(chǎng)需求阻礙

（一）市場(chǎng)需求待滿足之一：純氫的供應(yīng)和儲(chǔ)存困難

直接供氫的FCEV推廣普及的關(guān)鍵是純氫的供應(yīng)和儲(chǔ)存，雖然氫燃料電池不在燃燒密度范圍內(nèi)，是非常安全的新能源公交車動(dòng)力來源，但用于氫燃料電池成分的氫氣，因其體積能量密度較低，遇明火易燃燒，具有一定的安全隱患。因此，氫氣的存儲(chǔ)對(duì)溫度、環(huán)境的潔凈度要求非常高，導(dǎo)致其存儲(chǔ)異常困難。

（二）市場(chǎng)需求待滿足之二：加氫站建設(shè)緩慢

為了保證直接供氫的FCEV用氫的需要，必須建造加氫站，這就增大了直接供氫的FCEV早日量產(chǎn)、普及的難度。當(dāng)前我們的加氫站規(guī)模小，且無法按照國際標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)3-5分鐘快速加氫，達(dá)不到商業(yè)化運(yùn)營標(biāo)準(zhǔn)，壓縮機(jī)、加氫機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備選型上受制于成本，追求低價(jià)，不能滿足長期可靠的運(yùn)營要求。

因此，加氫站的高昂成本在一定程度上延緩了基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)速度。目前全國運(yùn)營的加氫站只有不到100座，氫燃料電池應(yīng)用在公交車市場(chǎng)的大環(huán)境亟待優(yōu)化。

五、解決辦法

氫燃料電池在公交車市場(chǎng)上的發(fā)展是大勢(shì)所趨，但發(fā)展道路上也受到了氫存儲(chǔ)困難，加氫站建設(shè)成本高昂等問題的制約，對(duì)此這里也有幾點(diǎn)建議：

（一）對(duì)于氫存儲(chǔ)困難：氫燃料電池公交車的氫存儲(chǔ)場(chǎng)所與公交總站應(yīng)分開一段距離，在此基礎(chǔ)上，存儲(chǔ)設(shè)備要增設(shè)多重關(guān)閉閥門并在每層閥門處配置高精密的檢測(cè)儀，這樣一旦檢測(cè)到有閥門泄漏或者管道泄漏則自動(dòng)關(guān)閉所有閥門并報(bào)警。這樣就杜絕了泄漏的氫氣與氧氣的接觸，預(yù)防了自燃或爆炸的可能，也知悉工作人員盡快對(duì)泄漏的氫氣進(jìn)行處理。同時(shí)，為了多重保險(xiǎn)，氫氣存儲(chǔ)場(chǎng)所必須嚴(yán)謹(jǐn)一切明火，并確保附近環(huán)境清潔、通風(fēng)。

（二）對(duì)于加氫站成本高昂：氫燃料電池的公交車加氫站與家用乘用車的加氫站不同，家用乘用車的加氫站完全可以依附中石油、中石化的成熟網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行擴(kuò)建加氫，但這并不能滿足氫燃料電池公交車的加氫需求，畢竟公交車的運(yùn)行有其固定的線路。也正因此，氫燃料公交車的加氫站建設(shè)和推廣更具有可預(yù)見性。目前國內(nèi)的新能源公交車發(fā)展正處于純電動(dòng)公交車替代傳統(tǒng)燃油車階段，這并不阻礙氫燃料電池公交車是公交車發(fā)展和追求的終極目標(biāo)，恰好為氫燃料電池公交車的商業(yè)化爭(zhēng)取了時(shí)間。成本高，來源于技術(shù)瓶頸在現(xiàn)階段還不能解決，因此，降低加氫站建造成本的第一要?jiǎng)?wù)就是加大研究院、高校和企業(yè)的協(xié)作，爭(zhēng)取技術(shù)突破。

（三）此外，一個(gè)不能忽視的問題是一旦氫燃料電池公交車量產(chǎn)后，替換下來的并未到報(bào)廢期的純電動(dòng)公交車甚至是傳統(tǒng)燃油公交車該何去何從。對(duì)此，建議以出口的方式對(duì)替換下來的公交車進(jìn)行消化和處理。東南亞國家與我國南部邊界毗鄰，其經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與我國仍有一定的差距，這種差距體現(xiàn)在方方面面包括公交車領(lǐng)域的發(fā)展上。因此，將替換下來的公交車妥善的出口給東南亞國家或者非洲各國，那么既為東南亞國家和非洲各國的日常出行帶來了先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，同時(shí)也緩解了我國對(duì)被替換公交車的處置壓力，所以出口是處置被替換公交車的一劑良方。

六、結(jié)語

綜上所述，公交車市場(chǎng)對(duì)氫燃料電池的需求和渴望是毋庸置疑的，其發(fā)展、普及就像歷史的車輪，滾滾而來，勢(shì)不可擋。即使發(fā)展過程遇到諸多阻礙，但因其市場(chǎng)前景廣闊，應(yīng)用利好于資源節(jié)約、科學(xué)環(huán)保等方面，得到國家政策的大力扶持和相關(guān)企業(yè)在技術(shù)上的積極探索與突破。建立在氫燃料電池為動(dòng)力來源的公交車市場(chǎng)的發(fā)展水平，不僅代表著國內(nèi)汽車領(lǐng)域的動(dòng)力技術(shù)水平，同時(shí)也是綜合國力的象征。目前國外各國也在積極尋找、探索氫燃料電池的最佳存儲(chǔ)和應(yīng)用之道，可以說在此方面我國仍處于領(lǐng)先之列。基于我國人口眾多，能源消耗需求大的基本國情，氫燃料電池的早日普及和應(yīng)用對(duì)我們更是意義重大。因此，我們要堅(jiān)持氫燃料電池的技術(shù)創(chuàng)新不動(dòng)搖，堅(jiān)持氫燃料電池滿足公交車市場(chǎng)需求不動(dòng)搖，堅(jiān)持公交車市場(chǎng)的發(fā)展上水平持續(xù)領(lǐng)先不動(dòng)搖。

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