北京時間 11 月 2 日,第五屆中韓汽車產(chǎn)業(yè)論壇上,同濟大學校長助理、智能型新能源汽車協(xié)同創(chuàng)新中心主任余卓平對燃料電池車目前的發(fā)展狀況進行了深入解讀,并且對其未來趨勢進行了展望。在他看來,純電動車、混合動力車和燃料電池車都有各自的特點以及適應的發(fā)展領域,所以未來很長一段時間都會是并存的狀態(tài)。而且,隨著技術的進步,燃料電池車的成本得以下降,而且安全性能也得到了提升,其未來非常值得期待。新智駕對分享內(nèi)容進行了精編。
未來屬于新能源汽車
中國去年發(fā)布了《新能源汽車路線圖》,其中預期 2030 年我國汽車產(chǎn)量會超過 4000 萬輛,這代表著中國的汽車產(chǎn)業(yè)還處在高速的發(fā)展期,這是讓大家興奮的點。
但汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來的挑戰(zhàn)確實非常嚴峻,包括能源、環(huán)境以及交通方面的問題。而新能源汽車包括燃料電池車的發(fā)展都是在能源和環(huán)境挑戰(zhàn)下汽車行業(yè)人士做出的應對舉措。大家可以看到未來汽車能源要多元化、動力要電動化、控制要智能化。
從動力電動化來看,包括純電動車、插電混合動力車以及燃料電池車。這三類車大家經(jīng)常做比較,探討到底哪類是未來新能源車的主要方向。
整體來講,中國政府非常重視新能源汽車發(fā)展,中國有一句古話叫“十年磨一劍”。而新能源汽車“這一劍”,從第十個五年計劃(新智駕注:2001 年 — 2005 年)開始,在中國已經(jīng)磨了足足二十年。中國在 2001 年的時候,科技部推動第一個電動汽車重大專項的實施,這里面布了一個非常好的局,包括“三縱三橫”的提法:燃料電池車、混合動力車和純電動車是三縱;電控、電機、電池是三個關鍵的共性技術。這個局對中國新能源汽車車發(fā)展起到非常重要的推動作用,避免讓大家停留在爭議上。實際上只要我們把關鍵的共性技術做好了,這“三縱”便都有自己的發(fā)展空間。
2014 年,Xi Jinping在視察上汽時明確提出新能源汽車的發(fā)展是中國汽車工業(yè)從汽車大國走向汽車強國的必由之路。在這樣的論點下面,現(xiàn)在全國對新能源汽車的發(fā)展形成了高度共識。所以這 3 年應該是中國新能源汽車發(fā)展的快速增長期。
燃料電池車、混動車、電動車三型并存
實際上,在新能源汽車領域,純電動車、混合動力車和燃料電池車都有其各自的特點以及適應的發(fā)展領域。大型長途交通工具里燃料電池車有非常大的優(yōu)勢,而在小型化城市短途車輛里純電動車發(fā)展優(yōu)先級很高。所以在這些點上,大家把純電動車和燃料電池車做一個非此即彼的競爭,我認為沒有必要。在大型長途交通工具里,將來燃料電池車一定有非常好的發(fā)展空間。
最近,歐州多國紛紛推出禁止內(nèi)燃機車的時間點,德國是 2030 年,英國、法國是 2040 年。他們認為在 2040 年左右,傳統(tǒng)的內(nèi)燃機車所占比率基本下滑到很低的水平,混合動力車有一個非常好的過渡過程,而燃料電池車從 2020 年開始處在明顯的上升期。
最近,汽車行業(yè)重要的零部件商宣布停掉柴油機的研發(fā)部門,不做進一步開發(fā),只做現(xiàn)存市場的工程化開發(fā),這就意味著柴油機的未來發(fā)展被切掉了。國內(nèi)也是這樣,從排放角度來看,柴油機面臨非常大的挑戰(zhàn),特別是進入國 6 的排放標準以后,柴油機的發(fā)展受到非常大的制約,成本急劇上升。
對汽車行業(yè)來講,純電動車、混合動力車、燃料電池車都是在近 20、30 年內(nèi)重要的市場產(chǎn)品,不會放棄任何一類產(chǎn)品。對企業(yè)來講,三條路線都要根據(jù)其市場做相應的選擇。
燃料電池車發(fā)展緩慢
燃料電池車是新能源汽車里發(fā)展最慢的一類。燃料電池車因為離市場還有一段距離,所以呈現(xiàn)出非常有意思的“聯(lián)盟”的現(xiàn)象,像通用和本田這樣的車企間的聯(lián)盟,他們在推動燃料電池車的發(fā)展上應該會起非常重要的作用。
還有一個很重要的聯(lián)盟是汽車產(chǎn)業(yè)和能源工業(yè)的聯(lián)盟。我個人認為,燃料電池車的發(fā)展實際上和能源結(jié)構密切相關,可再生能源因為其不穩(wěn)定性導致使用起來很不方便,不論是太陽能還是風能,大家都希望找到合適的儲能載體,把不穩(wěn)定的可再生能源轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的能源供給。國際上現(xiàn)在有一個很重要的論點是可再生能源發(fā)電,電解質(zhì)制氫,氫能源可以穩(wěn)定的儲存,這是將來燃料電池發(fā)展非常重要的一步。
從燃料電池車發(fā)展水平來看,大家最早擔心的是因為里面的催化劑要用到鉑金,成本太高。但是最近燃料電池的突破非常明顯,鉑金的用量大幅度減少,從最早每千瓦要 1 克左右的鉑金到現(xiàn)在已經(jīng)降到大概 0.3 克左右。在實驗室里甚至已經(jīng)降到 0.1 克,如果能實現(xiàn)工業(yè)化,鉑金的用量和現(xiàn)在內(nèi)燃機車的用量差不多,大家知道現(xiàn)在的內(nèi)燃機要用到三元催化器,這里面也要用到鉑金。所以燃料電池的成本這點大家已經(jīng)釋疑了,不會是制約燃料電池車發(fā)展的主要瓶頸。
還有一個很有意思的現(xiàn)象,豐田汽車 2015 年推出商業(yè)化燃料電池車的時候宣布開放 5000 多項有關燃料電池車的專利,希望大家一起推動燃料電池車的發(fā)展。
從國際范圍來看,商業(yè)化的燃料電池車實際上有三款車型,分別出自現(xiàn)代、豐田以及本田,這三款車應該說在近幾年引起了不小的轟動,所以我們講新的時代已經(jīng)來到。無論是歐洲還是日本、韓國、美國,都紛紛把燃料電池車發(fā)展的目標制訂出來,特別是基礎設施——加氫站的建設目標也有非常好的規(guī)劃。
舉個例子,2015 年,德國加氫站的分布非常稀疏,到 2020 年便要開始成片,他們計劃到 2030 年整個德國加氫設施要連成非常完整的網(wǎng)絡,大概有 1000 多座加氫站要建立起來,而 2030 年并不遙遠。
我覺得這個發(fā)展是非??斓?,大家要高度重視這個分支里面的技術進展。
中國的燃料電池車
從 2003 年第一塊燃料電池問世到現(xiàn)在,中國的燃料電池車有將近 20 年的發(fā)展歷程。盡管在 2010 年世博會期間有好幾個汽車廠做了燃料電池車,但是都是 10 輛以下的級別,都是在探索,沒有計劃。
我個人比較贊賞的還是上汽集團,上汽集團在燃料電池車這個領域持續(xù)跟進和發(fā)展。大家可以看到最近有計劃的也是上汽集團,不管在轎車還是商用車方面,上汽集團最近可能推出萬輛級的燃料電池車的應用發(fā)展規(guī)劃,這個力度現(xiàn)在還不是非常大,希望進一步加大力度。
一個插曲不得不提,從 2007 年左右到 2015 年這段時間,有將近七八年的時間中國燃料電池車發(fā)展走入一個低谷期。當時美國奧巴馬政府上臺,對燃料電池車的發(fā)展給了一個非常負面的判斷,認為不會成為主流,美國的燃料電池車發(fā)展受到非常大的影響。
中國那個時候便跟風美國,認為美國都不做,中國也沒必要堅持搞燃料電池車。而日本、韓國在最近十幾年里面,勤奮耕耘。實際上,在 2001 年左右,日本車企豐田的燃料電池技術非常落后,技術遠遠落后當時的通用、奔馳這些公司,但 2015 年它非常高調(diào)的秀出了商業(yè)化燃料電池車產(chǎn)品。
所以中間我們經(jīng)歷了漫長的低谷期,現(xiàn)在大家的熱情又高漲起來,其中也有很多推動力。
從技術方面來說,我國目前轎車的動力平臺事實上一直在走一條“電電混合”的道路——既有燃料電池也有電池,而豐田、本田都在做全功率的燃料電池車,這兩者的對比會非常有意思。
燃料電池在商用車上的應用在中國發(fā)展也非??臁4饲?,聯(lián)合國環(huán)境署專門在幾個發(fā)展中國家開展燃料電池車示范運動,中國是其中一個,第一期落地北京,我們從奔馳買了幾輛燃料電池大客車,180 萬美金一輛,貴得嚇人。后來,我們開始推出自己的燃料電池車,事實上在世博會期間,我們在上海示范的燃料電池客車大概在 500 萬人民幣左右,最近已經(jīng)可以將成本降到 200 萬人民幣左右。
非常有意思的是,在做成本分析時,乘用車過了 400 公里以上的續(xù)航里程,采用燃料電池反而便宜。而商用車的交叉點在 100 公里續(xù)航里程,就是說 100 公里以下,純電動車有優(yōu)勢;100 公里以上,燃料電池車反而更適合?,F(xiàn)在公交客車都要求一天 300 公里左右的續(xù)航里程,所以燃料電池車會很有競爭力。
所以,我認為我們的客車采用“電電混合”的路線可能會比較合理,它的動力平臺也非常有特色。
另外,我們在燃料電池車的測試平臺建設上也花了一些力氣,但是遠遠不夠。
最近我參觀日本豐田汽車公司,看了其燃料電池的實驗室,從工程化檢驗設施水平來看,中國在這一點上差得還很遠。監(jiān)測手段落后,不光技術有差距,能力上也有差距。豐田一萬多平方米的設備,可以進行各種環(huán)境下的耐久性、可靠性的實驗。這些我們在做,但投入有限。
而在多元動力系統(tǒng)的控制上面,我們還是很有特色的,因為我們一直推“電電混合”。
在高壓儲氫的裝置上面,國內(nèi) 35 兆帕的儲氫瓶應該沒有問題,但是 78 兆帕儲氫瓶,我們國家由于標準規(guī)范的問題,現(xiàn)在還有差距,現(xiàn)在在研發(fā)過程中。按照國家的標準法規(guī),70 兆帕的氫瓶是不允許生產(chǎn)的,要發(fā)展還有很大的制約。
氫基礎設施這個領域,現(xiàn)在中國建好在用的加氫站可能一個手指頭就能數(shù)完,有一些都是很臨時的簡易加氫站?,F(xiàn)在很多城市開始做規(guī)劃,估計會有新一輪的加氫基礎設施的發(fā)展高潮。
燃料電池車產(chǎn)業(yè)鏈也在逐漸形成,包括關鍵零部件、關鍵材料、能源系統(tǒng)、服務平臺等,但不算很完整。
我們國家產(chǎn)業(yè)導向很明顯,現(xiàn)在新能源汽車政策很好,但是燃料電池車應該如何鼓勵還是不明晰的。燃料電池車應該從能源角度有一個明確政策出來,氫能在未來的國家體系中的位置如果盡早的明晰,燃料電池車的發(fā)展會有得到更好更快的推動。
總結(jié)起來,政府產(chǎn)業(yè)政策要明朗、大企業(yè)要在這個產(chǎn)業(yè)導向下發(fā)力,如果兩者兼得,我相信中國燃料電池車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展非常值得期待。
同濟大學的探索
同濟大學最近這 20 年一直致力于推動新能源汽車的發(fā)展。
2014 年,我們組建了“智能型新能源汽車協(xié)同創(chuàng)新中心”,是由車企和高校組成的緊密聯(lián)盟,包括上汽集團、清華大學、天津大學、湖南大學,致力于在 3 個領域開展創(chuàng)新活動,其中一個就是電動化。
我們提出的一個重要概念是“柔性化電源”,意指將來的新能源汽車上會有電池也會有油電的增程器、燃料電池増程器。所以將來的電源可以根據(jù)車輛的工況做柔性配置?,F(xiàn)在的經(jīng)營性車輛、物流車、公交車,客車,我認為因為它是間接性跑的,增程式的燃料電池車有非常好的利用空間,成本也低。事實上也有利于它的壽命和各方面的表現(xiàn),性能一點不會差。
另外在驅(qū)動系統(tǒng)上,我自己本人一直堅信將來的電動機一定會裝到輪子上去,就是電動車一定是那種滑板性的結(jié)構,就是電機和輪子是一體的,這會改寫汽車整個的行駛動力學,我們也一直期待這一點,也為此做努力?!就辍?BR>
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