4 月 22 日,福田汽车对外宣布,与丰田汽车以及亿华通达成战略合作。根据合作意向,三方将在福田汽车生产及销售的 FC 客车上配装亿华通 FC 系统和丰田 FC 电堆等零部件,共同合作推出氢燃料电池客车新产品。

 

7 月 5 日,据英国路透社消息,丰田汽车宣布向中国汽车制造商一汽和海格客车供应关键的氢燃料电池零部件,丰田汽车认为,此举有助于推动中国燃料电池技术的快速普及。

 

不到三个月的时间,丰田汽车携氢能技术在中国商用车市场动作频频,此举目的何在?为何选择商用车作为突破口?氢燃料大规模商业化应用时机是否成熟?丰田氢燃料电池技术加速进入中国,对中国相关企业而言是机遇、还是挑战?带着这些疑问,《中国汽车报》记者分别采访了业内专家和企业负责人,试图深入了解当下中国氢燃料电池领域的发展情况,以及面临的主要痛点及解痛之道。

 

强化在中国 新能源汽车市场话语权

丰田汽车在氢燃料电池技术方面有着非常好的积累和储备,近年来,推广氢燃料电池技术的力度也在不断加大。在 2017 年 10 月的东京车展上,丰田首次推出“SORA”大巴概念车;2018 年 3 月,该车型成为日本首款获得车型认证的燃料电池客车,并计划在 2020 年东京奥运会之前销售超过 100 辆;同时,丰田的 MIRAI 量产乘用车也获得市场的广泛关注。

 

与推广混动技术的保守态度相比,丰田汽车在氢燃料和纯电动技术推广方面则要积极得多。早在 2015 年,丰田汽车就开放了 5000 多项氢燃料电池专利使用权,希望以此来抢占先发优势,帮助其氢燃料电池技术标准国际化,同时鼓励更多企业参与氢燃料电池汽车的开发,完善基础设施,降低氢燃料电池汽车的商业化成本。

 

罗兰贝格全球合伙人、大中华区副总裁方寅亮认为,丰田汽车在中国加速布局氢燃料电池技术,是希望借此扩大在氢燃料电池领域的版图和影响力,加大在中国新能源汽车市场的话语权。

 

丰田方面认为,氢燃料电池技术优于目前迅速普及的纯电动技术,与中国厂家合作将有助于推动燃料电池技术在中国商用车市场迅速铺开。

 

中国汽车工业协会后市场委员会商用车分会会长颜立兴指出,中国已成为全球最大的汽车市场,在商用车领域,我国商用车产销量已突破 400 万辆,牢牢占据全球 40%以上的市场份额。从应用场景和基础设施建设来看,氢燃料电池技术在商用车领域更容易突破,而日系车企则非常看重市场因素,所以对于他们而言,中国商用车市场肯定是其重点开拓的区域。

 

中国商用车与“氢”的不解之缘

如今,中国氢燃料电池商用车推广应用已经全面铺开,氢燃料电池客车俨然成为了各家商用车企的重点开发项目,并且大有产业化之势。

 

纵观国内积极布局氢燃料电池客车的车企当中,不乏宇通客车、福田欧辉、海格客车、中通客车的身影,它们在氢燃料客车的研发、生产、运营方面颇有建树。

 

2018 年 8 月 15 日,首批 2 辆宇通氢燃料电池公交车在郑州街头亮相,此次示范运营,标志着宇通客车自主研发、制造的氢燃料电池公交车全面进入商业化示范运行阶段。

 

2018 年 10 月 18 日,在中国国际节能与新能源汽车展会上,福田欧辉氢燃料电池客车成为惟一指定摆渡用车。从 2008 年第一代氢燃料电池客车成功问世,并服务北京奥运会;到 2014 年,福田欧辉研发出第二代 12 米氢燃料电池客车,解决了生产成本高、燃料电池寿命短等阻碍氢燃料电池客车发展的瓶颈问题;再到 2016 年福田欧辉第三代 8.5 米氢燃料电池客车一举签下 100 辆订单,福田欧辉一直在氢燃料电池客车领域进行不断地探索。

 

在 2018 北京道路运输展上,福田欧辉 49 辆第四代氢燃料电池公交车交付张家口,逐步完善张家口市的氢能生态圈构建,2022 年还将在北京冬奥会期间为市民提供绿色出行服务。

 

早在 2010 年,苏州金龙就联合清华大学研制出第三代氢燃料电池公交车,并出口新加坡。如今,苏州金龙第四代氢燃料电池公交车已批量投入张家港,进行商业化示范运营。

 

2018 年,中车电动全新一代具备智能辅助驾驶功能的 12 米氢燃料电池客车亮相广州。如今,中车电动自主生产的两辆 12 米燃料电池客车,已交付山东莱芜客户。

 

2018 年 9 月 27 日,6 辆申沃牌 SWB6128FCEV01 型全低地板燃料电池城市客车正式交付嘉定公交,在嘉定 114 路上线运营。

 

2018 年 9 月 28 日,由武汉开沃新能源汽车有限公司和武汉泰歌氢能汽车有限公司联合研制的首批氢燃料电池动力公交车在武汉东湖新技术开发区 359 路公交线路试运行,标志着武汉市氢燃料电池动力公交车全面进入商业化示范运行阶段。

 

站在氢燃料极速发展的风口,我国的客车企业频频发力,稳步前行。除上述企业外,金龙客车、中通客车、厦门金旅、五洲龙、青年客车、陆地方舟、扬子江等企业在氢燃料电池客车方面也进行了广泛的研究,不少企业已经实现了成熟的商业化应用。

 

“氢”优势 在商用车市场得天独厚

在商用车领域,纯电动汽车的短板是续驶里程短、充电时间长,尚不能满足“量大面广”的长距离行驶和运输需求,而氢燃料电池汽车的技术“天花板”则明显高出很多,平均加氢时间为 5~10 分钟,续驶里程能达到 700 公里以上,与纯电动汽车相比优势明显。

 

美国 UL 汽车业务发展总监王昊博指出,氢燃料电池汽车现在还处于大幅降低成本的阶段,制约因素在于成本高、基础设施不完善,优点在于电池能量密度大。可以说,氢燃料电池汽车与电动汽车是互补关系。但无论哪种技术,到最后都需要市场买单,经济性非常关键。

 

“客车和重卡的行驶路径相对固定,容易进行基础设施建设,而乘用车的行驶路径是随机的,如果在该领域全面铺开,投入会非常大。因此,氢燃料电池技术在商用车领域更有商业化前景。”方寅亮指出。

 

此外,方寅亮认为,纯电动技术在干线运输领域基本没有用武之地,干线运输需要跨越省区,经历气候的变化,并且需要保证出勤率,而锂电池在寒冷气候中所释放的电量会大幅降低,较长的充电时间对干线运输时效性来说也是缺陷,因此干线运输车辆很难实现电动化。而氢燃料电池卡车在续驶里程和充氢时间方面的优势能够很好地满足干线运输的需求。另外,商用车的客户群也相对集中,更容易进行能源管理和风险管控。

 

过去几年,纯电动汽车获得了政府的大力支持,随着纯电动汽车补贴的退坡,氢燃料电池汽车有望成为下一个获得政策支持的重要车型。

 

在今年全国两会上,不少专家学者纷纷发声,提出要加强氢能的战略定位,加大技术投入,完善政策和基础设施。政府工作报告中也明确要推进加氢站等基础设施建设,强化了发展氢能产业的信心。

 

3 月 26 日,财政部官网发布了《关于进一步完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》,针对燃料电池汽车方面,主要有三点:

 

一是过渡期期间销售上牌的燃料电池汽车按 2018 年对应标准的 0.8 倍补贴;

 

二是地补取消规定并不针对燃料电池汽车,同时突出需要增加加氢站基础设施建设补贴;

 

三是燃料电池汽车补贴政策还未真正落定。

 

与纯电动及插电混动汽车补贴大幅退坡相比,本次补贴政策对燃料电池汽车十分“友好”,从中也能看出国家对发展燃料电池汽车的坚定信心。

 

“鉴于使用环境和基础设施的因素,氢燃料电池技术能够更好地满足商用车的运营需求,如果氢燃料电池汽车能够在政策上获得大力支持,那么商用车+氢燃料很可能会成为下一个风口。”杜芳慈指出,丰田选择中国商用车市场作为推广氢燃料电池技术的突破口,是明智之举。

 

政策热、市场冷 大规模商业化仍前路漫漫

国家政策的大力扶持加之先进技术的不断引入,让氢燃料电池汽车发展呈现出一派欣欣向荣的景象。

 

日本富士集团和美国麦肯锡预测,到 2050 年,氢燃料电池汽车将占总体汽车保有量的 20%,氢能将承担 18%的能源需求。据此可以推测,未来氢能将在生产、生活中扮演重要角色。

 

《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书》指出:到 2020 年,中国燃料电池车辆将达到 1 万辆,加氢站数量达到 100 座,行业总产值达到 3000 亿元;到 2030 年,燃料电池车辆保有量将“撞线”200 万辆,加氢站数量达到 1000 座,产业产值将突破 1 万亿元。

 

虽然氢燃料电池汽车得到了各方扶持和看好,但市场却迟迟无法上量,真正上路的氢燃料电池汽车更是寥寥无几。

 

据调研数据显示,2018 年国内燃料电池汽车产量为 1619 辆,而实际新增氢燃料电池汽车运行数量仅为 875 辆,未上牌运行的车辆多达 744 辆。

 

2019 年 1~5 月,氢燃料电池汽车销量为 545 辆,占新能源汽车整体销量(464489 辆)比例极低。

 

为何会出现政策热、市场冷的怪相?

 

业内专家认为,目前从制氢、储氢、加氢,到氢燃料电池技术集成和应用,每个环节都存在不同程度的安全或技术难题,理论支持、实验室数据往往是理想的,但要真正实现商业化,路程还很漫长。

 

全国汽车标准化技术委员会电动车辆分会秘书长周荣表示,未来 5 年甚至 10 年,氢燃料电池汽车的市场竞争力都不会太强,远远达不到大范围商业化的条件。在他看来,很多基础设施短期内无法完善,储氢、加氢相关安全问题也有待解决。

 

清华大学核能与新能源技术研究院教授王诚认为,我国发展氢能产业依然面临四大瓶颈。

 

第一、技术瓶颈。

 

当下,从清洁能源中提取的氢气占比非常小,制氢效率很低,氢气储存和整个供应链体系依然使用的是传统技术,没有创新。同时,氢能的应用范围也比较小,目前主要集中在交通领域。另外,氢燃料电池的主要原材料碳纸、催化剂等仍然依靠进口,国内企业没有掌握核心技术。从实际情况来看,国外的材料供应商在支撑国内氢燃料电池汽车的发展。

 

第二、产业瓶颈。

 

氢气的供应链体系还不健全,制氢、储氢、运氢没有形成完备高效的供应链体系。规模化、廉价的氢气资源依然非常匮乏。另外,基础设施缺口比较大,目前国内在用的加氢站有十几座,在建的有 30 多座,并且大部分都是二三级加氢站,储氢量比较小,管阀等氢用部件主要依靠进口。

 

第三、政策和标准瓶颈。

 

系统性的氢能政策比较少,国家层面对氢能的产业地位和发展规划模糊不清,相关标准老化,测试标准缺失。

 

第四、成本瓶颈。

 

氢燃料电池重要的不是使用什么材料,采用什么工艺,怎么进行集成控制,而是电池输出的性能、成本和寿命。成本是氢燃料电池的核心事项。而目前氢燃料电池亟待破解的问题就是成本问题。

 

针对上述痛点,业内专家认为,推动氢能基础设施建设应该由政府部门主导规划建设,不仅需要有政策和补贴扶持,更需要持续推动制氢、储氢、加氢技术升级,完善安全法规。

 

除此之外,氢燃料电池系统和核心材料供应商应该避免各自为战,要加强产业链资源的整合,加强核心零部件的国产化和技术升级。

 

再者,丰田已公开近 5800 项氢燃料电池专利,包括加氢站相关专利使用权,目的就是促进全产业共同进步。中国相关公司应与国外企业加强合作,汲取优秀技术成果,共同做大氢能产业,降低氢燃料电池汽车应用成本。王诚认为,要解决成本问题,就要建立氢燃料电池的量产线,通过量产来分摊成本。另一方面,要加强关键基础材料的国产化,同时加强对废旧燃料电池的回收、溯源和重新利用,以此推动氢燃料电池成本降低。 

 

专家观点

罗兰贝格全球合伙人、大中华区副总裁方寅亮

氢燃料电池汽车市场换技术是双赢

丰田汽车与中国商用车厂家在氢燃料电池技术方面进行合作,总体来看,还是市场换技术的模式。对于丰田汽车来说,需要一个潜力很大的市场将技术落地应用,在氢燃料电池汽车领域建立自己的行业标准,降低使用成本,占据市场的先发优势。对于中国企业来说,在氢燃料核心技术研发方面并没有太大突破,市场换技术的模式对中国企业整体而言是有利的。氢燃料电池技术的门槛非常高,完全靠中国企业自己去摸索、开发,并不是合理、有效的方式,合资合作对双方而言是双赢。

 

中氢科技总经理穆怀萍

自主创新是中国氢能产业发展的根本

虽然中国氢能产业前景光明,但目前国内整车企业和零部件企业并没有完全掌握氢燃料电池汽车的核心技术。

 

一份资料显示,电堆占氢燃料电池系统总成本的 25%以上,而其核心材料几乎全部依赖国外厂家:催化剂来自 Johnson Matthey、TKK、3M、BASF 等企业,质子交换膜来自 Dupont、Gore 等企业,气体扩散层来自巴拉德、SGL、Toray 等企业,膜电极来自 Gore、Johnson Matthey、3M、Solvicore 等企业。国内大部分科研机构、供应商的同类产品都处于研发验证阶段。

 

如今,国内企业在氢燃料电池电堆核心技术研发方面,成功的案例并不多,很多氢燃料电池车型的电堆技术都是从国外直接引进的,氢燃料电池电堆的关键组成构件包括质子交换膜、碳纸、催化剂等基础材料也主要依靠进口。拿来主义导致国内企业无法触及氢燃料电池的核心技术,制约了氢燃料电池汽车产业的发展。自主研发电堆技术是推动氢燃料汽车发展的关键。

 

材料是基础,设计是灵魂,工艺是关键,测试是保障,国内企业必须掌握核心技术,才能较好地推进氢能产业发展。