圖文|程功
[搜狐汽車·黑·客] 還記得在上小學(xué)的時(shí)候《自然》課本里就寫到，氫能是“取之不盡用之不竭”的清潔能源。近些年，國內(nèi)不斷掀起研究氫能源的浪潮，在車規(guī)級零部件的研發(fā)方面，新技術(shù)層出不窮。
11月8日，未勢能源旗下的上燃動(dòng)力推出了第三代氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)——“超越-300E”。這款發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率達(dá)到了100kW，主要用于公交客車、中重型載貨車。另外，這款燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)部件實(shí)現(xiàn)了100%國產(chǎn)化，較當(dāng)前市場主流產(chǎn)品成本下降28%，并將于2020年11月投入量產(chǎn)。
[ ·1· 氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)到底是什么東西？]
氫在車輛上的應(yīng)用離不開氫燃料電池這一部件，但仍有很多人在疑惑，這究竟是個(gè)什么東西？
氫燃料電池雖然名字帶個(gè)“電池”，但它并不儲(chǔ)電，而是一套發(fā)電裝置。
電子到達(dá)正極后，與氧原子和氫離子重新結(jié)合為水。由于供應(yīng)給正極的氧，可以從空氣中獲得，因此只要不斷地給負(fù)板供應(yīng)氫，給正極供應(yīng)空氣，并及時(shí)把水帶走，就可以不斷地提供電能。
由于氫在水中即可獲得，而地球最不缺的就是水。氫燃料電池若得到大規(guī)模應(yīng)用，那么人類的能源問題也將迎刃而解。但現(xiàn)實(shí)很骨感，上燃動(dòng)力副總經(jīng)理吳兵表示，市場能否接受燃料電池汽車，其關(guān)鍵點(diǎn)還是取決于“性價(jià)比”問題?！敖?jīng)過十多年的發(fā)展，我國燃料電池的成本已經(jīng)下降了約80%左右，但是這個(gè)水平還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠支撐燃料電池汽車商業(yè)化落地運(yùn)營。”
[ ·2· “超越-300E”超越在哪？]
在上燃動(dòng)力涉足氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)這些年，一共經(jīng)歷了三次迭代。
據(jù)上燃動(dòng)力方面介紹，超越一代（40kW）主要誕生于2001-2005年，超越二代 (55kW)誕生于2006-2007年。這兩代發(fā)動(dòng)機(jī)都基于分布式設(shè)計(jì)，氫能發(fā)電與動(dòng)力輸出等模塊分布在車輛四周，結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜。而此次發(fā)布的第三代“超越-300E”發(fā)動(dòng)機(jī)則采用了集中式設(shè)計(jì)，一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)包含了所有模塊，滿足了車規(guī)級要求，可以進(jìn)行大規(guī)模商用。
同時(shí)，第三代“超越-300E”還基于前兩代的技術(shù)基礎(chǔ)，通過一體式絕緣結(jié)構(gòu)，內(nèi)絕緣式及阻斷式工藝，首次全面實(shí)現(xiàn)內(nèi)絕緣設(shè)計(jì)，提升了發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性。同時(shí)，基于FC-動(dòng)力電池能量匹配策略與運(yùn)行線路優(yōu)化策略，相較于當(dāng)前市場主流產(chǎn)品，氫耗低于10%，效率高于4.5%，成本下降約28%，系統(tǒng)部件級國產(chǎn)化率實(shí)現(xiàn)100%。
這些技術(shù)優(yōu)勢雖然聽上去拗口，但可以實(shí)實(shí)在在的反映到客戶用車成本中。舉例來說，在使用壽命方面，從前的氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)壽命為2000小時(shí)，“超越-300E”可以達(dá)到10000小時(shí)；在可靠性方面，從前的氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)無故障時(shí)間為0.5萬公里，“超越-300E”則升級到5萬公里；在成本方面，從前的氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)成本約為11.26元/Km，而“超越-300E”的使用成本在6.66元/Km左右，相比較來說，普通的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)使用成本在7元/Km左右。
“超越-300E”最大功率可以達(dá)到100kW，重卡可以按照實(shí)際需要，選裝一臺(tái)或兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)。大功率燃料電池系統(tǒng)，是未來發(fā)展必然趨勢。目前，國內(nèi)研發(fā)氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)大多在30kW到60kW之間，無法滿足重卡功率需求。中國車用燃料電池技術(shù)要想在國際上具備競爭力，提升燃料電池系統(tǒng)功率、體積比功率、低溫啟動(dòng)性能、系統(tǒng)壽命和耐久性是當(dāng)前重點(diǎn)任務(wù)。
[ ·3· 氫能源雖好 但大規(guī)模商用仍然太難]
綜合來看，“超越-300E”的發(fā)布，在一定程度上可以促進(jìn)氫能技術(shù)加速實(shí)現(xiàn)商業(yè)化進(jìn)程。但氫能源的黃金時(shí)代就此到來了嗎？
隨著全球新能源體系大規(guī)模發(fā)展，氫能憑借其優(yōu)異的綜合特性，成為國際能源變革的重要選擇。在新能源汽車領(lǐng)域，由于氫燃料電池發(fā)電原理是電化學(xué)，車用效率比較高，可達(dá)到60%左右，與純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車相比，更適合于大功率、長程的運(yùn)輸，尤其在公交車和重載車方面應(yīng)用領(lǐng)域有明顯的優(yōu)勢，這也是燃料電池車能夠代替柴油車的關(guān)鍵點(diǎn)之一。
同時(shí)，加氫站的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)占用空間，也低于純電動(dòng)充電樁/站。據(jù)統(tǒng)計(jì)，給相同多的車輛補(bǔ)充能源，如果充電站需要180個(gè)籃球場大小，那么加氫站只需要12個(gè)。我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展雖漸具規(guī)?；?，但諸多短板猶存，單純的靠市場應(yīng)用倒逼產(chǎn)業(yè)與技術(shù)進(jìn)步并不容易。
首先，目前的制氫與儲(chǔ)氫技術(shù)并不完美。我國是一個(gè)“富煤少油”的國家，氫氣的制造主要來源于煉焦、氯堿、丙烷脫氫、乙烷制乙烯等副產(chǎn)氫氣，如果單純利用電解水制氫，也大多依靠風(fēng)能等清潔能源。氫氣制造難以突破產(chǎn)業(yè)化的瓶頸，規(guī)模有限。在儲(chǔ)氫方面，我國的高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫方案應(yīng)用最為廣泛。簡單來說，這種方法通過高壓壓縮，來讓更多氣態(tài)氫儲(chǔ)存在儲(chǔ)氫罐里。其優(yōu)點(diǎn)是成本低、能耗相對小，但儲(chǔ)氫罐的成本十分高昂，一輛商用車上的儲(chǔ)氫罐成本約在5-6萬/個(gè)左右。
其次，目前我國的加氫設(shè)施也相對較少。國金證券數(shù)據(jù)顯示，目前我國運(yùn)行的加氫站共有31座，大部分分布在長三角、京津冀、珠三角等發(fā)達(dá)地區(qū)，無法滿足商用車物流大規(guī)模使用。商用車干線物流行駛里程通常為數(shù)千公里，跨越數(shù)個(gè)省市，氫能源商用車無論是可靠性還是加氫便利性，與傳統(tǒng)柴油商用車相比存在劣勢。
[ ·4· 越來越傾斜的政策 氫能時(shí)代為期不遠(yuǎn)]
任何新生事物都離不開扶持，雖然氫能源的道路曲折，但前途光明。單靠市場需求無法真正推動(dòng)氫能商業(yè)化落地，全世界各國都給出了自己的產(chǎn)業(yè)發(fā)展方案。
英國和比利時(shí)在2016到2018年間，相繼發(fā)布了氫能路線圖。2019年，歐洲也發(fā)布了《歐洲氫能路線圖》，氫能源汽車的推廣規(guī)模預(yù)計(jì)2030年達(dá)到420萬；日本在2014年發(fā)布了《氫燃料電池普及促進(jìn)策略》，在2019年發(fā)布了《氫能/燃料電池戰(zhàn)略發(fā)展路線圖》，氫能源汽車的推廣規(guī)模預(yù)計(jì)2030年達(dá)到80萬；韓國在2012年啟動(dòng)了綠色氫城市示范項(xiàng)目，2019年發(fā)布《韓國氫能產(chǎn)業(yè)路線圖》，預(yù)計(jì)2030年推廣至180萬輛的規(guī)模。
在我國，2019年被視為氫能及燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展關(guān)鍵之年。開年以來，在國家能源戰(zhàn)略政策導(dǎo)向下，氫能源首次寫入《政府工作報(bào)告》，全國各地超17個(gè)省市地方政府紛紛出臺(tái)氫能發(fā)展路線圖，逐步明確氫燃料電池汽車補(bǔ)貼明細(xì)，并陸續(xù)出臺(tái)多項(xiàng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展扶持政策。
目前，我國燃料電池汽車?yán)塾?jì)產(chǎn)量為4525輛，其中2%為乘用車，40%為物流車，58%為客車，累計(jì)運(yùn)營里程為160萬公里。根據(jù)路線圖規(guī)劃，到2030年，我國燃料電池汽車的規(guī)模將達(dá)到100萬輛。
[ ·5· 寫在最后]
目前我國國內(nèi)有兩種主要實(shí)現(xiàn)新能源的路線，一種是純電動(dòng)技術(shù)，另一種就是燃料電池技術(shù)。在著力發(fā)展純電動(dòng)10年后，我國汽車產(chǎn)業(yè)已逐步實(shí)現(xiàn)與世界先進(jìn)技術(shù)的看齊，并有望在純電動(dòng)領(lǐng)域“彎道超車”。氫能源的發(fā)展，更多會(huì)惠及到商用車領(lǐng)域，替代噪聲大、污染高的柴油車。
“超越-300E”的發(fā)布，算得上是一位破局者。每一組簡單的數(shù)據(jù)背后，往往都意味著最難的堅(jiān)持，而每一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的提升與突破，也就意味著燃料電池汽車落地運(yùn)營越來越接近商業(yè)化目標(biāo)。
正如上燃動(dòng)力總經(jīng)理王亞波說的那樣，“我們是’真做’，而不是為了股價(jià)?！?/p>
