燃料電池會(huì)是下一波浪潮嗎？

今年，燃料電池在國(guó)內(nèi)形成一波熱潮，眼看未來(lái)新能源汽車(chē)補(bǔ)貼將逐漸消退，而燃料電池路線(xiàn)作為一個(gè)補(bǔ)充技術(shù)方向，在補(bǔ)貼鼓勵(lì)上并沒(méi)有立即消減，并且會(huì)繼續(xù)發(fā)展。反觀海外，眾多車(chē)企開(kāi)始在燃料電池乘用車(chē)領(lǐng)域做選擇題，放棄還是堅(jiān)持？這是個(gè)問(wèn)題。

最近，有不少車(chē)企做出了選擇。6月初，福特汽車(chē)、戴姆勒以及加拿大巴拉德動(dòng)力系統(tǒng)公司三方成立的燃料電池汽車(chē)合資公司宣布即將關(guān)閉。戴姆勒將業(yè)務(wù)重點(diǎn)轉(zhuǎn)向電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域，未來(lái)將自主研發(fā)汽車(chē)燃料電池技術(shù)。

日產(chǎn)-雷諾-三菱聯(lián)盟則將凍結(jié)2013年與戴姆勒、福特汽車(chē)簽署的燃料電池車(chē)(FCV)商用化計(jì)劃。日產(chǎn)-雷諾-三菱聯(lián)盟指出，由于燃料電池汽車(chē)開(kāi)發(fā)耗資巨大，難以同時(shí)開(kāi)發(fā)多項(xiàng)技術(shù)，所以決定凍結(jié)三方計(jì)劃，并將未來(lái)經(jīng)營(yíng)資源集中于純電動(dòng)汽車(chē)的研發(fā)。

實(shí)際上，各個(gè)車(chē)企在技術(shù)路線(xiàn)上往往采取跟隨態(tài)度，在并不是很看好的情況下，就會(huì)縮減資源投入，而之前的結(jié)盟運(yùn)作分?jǐn)傞_(kāi)發(fā)費(fèi)用，已經(jīng)是小成本運(yùn)行。但是，如今紛紛散伙的架勢(shì)可不像是形勢(shì)一片大好的樣子。

例如在大眾汽車(chē)集團(tuán)，奧迪就是在燃料電池領(lǐng)域開(kāi)始節(jié)流的代表。6月20日，現(xiàn)代汽車(chē)與奧迪宣布，雙方就氫燃料電池汽車(chē)(FCEV)組件和技術(shù)簽訂多年期專(zhuān)利交叉許可協(xié)議，共同努力發(fā)展FCEV，現(xiàn)代汽車(chē)將授予合作方獲得基于現(xiàn)代汽車(chē)專(zhuān)有技術(shù)零部件的權(quán)利，包括ix35氫燃料電池車(chē)和NEXO積累的技術(shù)。

圖1全球車(chē)企燃料電池汽車(chē)合作聯(lián)盟

一、燃料電池汽車(chē)發(fā)展現(xiàn)狀

據(jù)InformationTrends的研究結(jié)果，自2013年氫燃料電池車(chē)商業(yè)化到2017年底，全球總計(jì)售出6475輛氫燃料電池乘用車(chē)。2016年之前一共銷(xiāo)售3000輛，2017年銷(xiāo)售3382輛，其中豐田Mirai就賣(mài)出3000輛，占比為75％，本田和現(xiàn)代汽車(chē)分別占13％和11％。

豐田在推動(dòng)燃料電池車(chē)商業(yè)化方面不遺余力，主要在美國(guó)市場(chǎng)和日本市場(chǎng)同步大力推動(dòng)。豐田燃料電池車(chē)的開(kāi)發(fā)時(shí)間已經(jīng)非常長(zhǎng)，但是從實(shí)際增速效果來(lái)看，情況不是特別理想，發(fā)展速度還是受到了很大制約。

圖2豐田Mirai在美國(guó)的銷(xiāo)售情況

燃料電池汽車(chē)的加氫站分布，在美國(guó)比較集中，主要在加州舊金山灣區(qū)、洛杉磯及奧蘭治縣，對(duì)應(yīng)超過(guò)50%的氫燃料電池車(chē)也在加州售出。

美國(guó)燃料電池加氫站

德國(guó)燃料電池加氫站

從全球范圍來(lái)看，燃料電池汽車(chē)商業(yè)化進(jìn)程正在加快，不過(guò)推動(dòng)力主要源自于日本和韓國(guó)兩個(gè)相對(duì)地域狹小的國(guó)家。

2018年6月，韓國(guó)政府同意在未來(lái)五年內(nèi)投資約20億歐元用于氫燃料電池以及加氫站的補(bǔ)貼。目標(biāo)到2022年為15000輛燃料電池汽車(chē)和1000輛燃料電池公交車(chē)提供資金。最重要的是，資助計(jì)劃包括310個(gè)新的加氫站

日本則致力于氫氣站網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和完善。2020年前，日本計(jì)劃推廣4萬(wàn)輛氫燃料電池汽車(chē)上路，并在2025年和2030年之前分別達(dá)到20萬(wàn)輛和80萬(wàn)輛。另外，加氫站也將在2020年之前發(fā)展到160個(gè)，在2025年和2030年前分別發(fā)展到320個(gè)和720個(gè)。

從某種層面來(lái)看，燃料電池的戰(zhàn)略選擇和地域有著密不可分的聯(lián)系，在韓國(guó)和日本，如果能有效的替代部分石油的功能，比推廣純電動(dòng)汽車(chē)更有意義。

日本和韓國(guó)的加氫站

因此，豐田汽車(chē)面向2020年?yáng)|京奧運(yùn)會(huì)和殘奧會(huì)，預(yù)計(jì)將會(huì)以東京為中心投放100多輛氫燃料電池巴士。在產(chǎn)業(yè)鏈方面，日本汽車(chē)制造商豐田合成株式會(huì)社在日本員弁市新建了一家工廠，生產(chǎn)高壓氫氣罐。

豐田FC巴士SORA

二、燃料電池成本預(yù)估

對(duì)于燃料電池技術(shù)，目前最大的問(wèn)題是需要從能源供給轉(zhuǎn)換全局考慮，如果沒(méi)有實(shí)現(xiàn)從石油能源往氫氣的整體轉(zhuǎn)換，并在較大地域范圍覆蓋，就沒(méi)辦法進(jìn)行大規(guī)?；瘧?yīng)用。對(duì)于整車(chē)企業(yè)而言，市場(chǎng)規(guī)模就比較有限，需要較大的量才能有效降低成本。

據(jù)美國(guó)能源部最新數(shù)據(jù)顯示，以80kW質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)為例，2017年，每生產(chǎn)1000套燃料電池，燃料電池系統(tǒng)（包括燃料電池電堆、高壓儲(chǔ)氫罐、升壓變頻器、電動(dòng)機(jī)、動(dòng)力控制單元等）的成本達(dá)到179美元/kW，其中電堆成本為118美元/kW；每生產(chǎn)1萬(wàn)套燃料電池，燃料電池系統(tǒng)成本為79美元/kW，其中電堆成本為39美元/kW。

以豐田Mirai為例，2015年該車(chē)產(chǎn)量已達(dá)到700輛，2016年提升至2000輛，到2020年將達(dá)到3萬(wàn)輛，這是2017年的10倍。如果按照上述數(shù)字折算，豐田Mirai的續(xù)航超過(guò)600公里，燃料電池組最大功率為114kW，核算其電堆成本為1.1~1.3萬(wàn)美元，整套燃料電池系統(tǒng)超過(guò)2萬(wàn)美金。而同等的電池系統(tǒng)大約需要70-80kWh，電池系統(tǒng)成本為1.4-1.6萬(wàn)美金。

燃料電池系統(tǒng)成本和年產(chǎn)量的關(guān)系

燃料電池壽命不需要解決充電問(wèn)題，其持續(xù)壽命主要是發(fā)電和行駛工況，現(xiàn)階段核心的難點(diǎn)之一就是解決燃料電池壽命，這個(gè)目標(biāo)是5000-10000小時(shí)。目前國(guó)際先進(jìn)水平的燃料電池壽命是5000小時(shí)，部分電堆的壽命可能更高一些，而國(guó)內(nèi)水平只有2000-3000小時(shí)。

氫燃料發(fā)電的過(guò)程中，需要用到含鉑催化劑，但鉑金是貴金屬，價(jià)格高昂。豐田的燃料電池車(chē)Mirai每輛車(chē)用鉑20g，約合0.17g/kW。根據(jù)美國(guó)能源部的規(guī)劃，到2020年燃料電池汽車(chē)用鉑量預(yù)計(jì)會(huì)下降到0.125g/kW。在這個(gè)層面，持續(xù)的技術(shù)投入對(duì)于原料的依賴(lài)還有持續(xù)的工作要做。

小結(jié)

從國(guó)際上來(lái)看，商業(yè)化進(jìn)程正在加快，但是發(fā)展燃料電池乘用車(chē)需要更多的政府層面的支持。當(dāng)前，豐田、本田和現(xiàn)代汽車(chē)公司是主要的技術(shù)輸出和投資者，通用、寶馬、奧迪，甚至是奔馳都會(huì)轉(zhuǎn)型成為合作者，把更多的精力投入到當(dāng)前純電動(dòng)汽車(chē)在歐洲和中國(guó)這種較大地理尺度的市場(chǎng)去部署。

本文摘自：第一電動(dòng)