燃料电池汽车试水商业化
时间：2024-11-01 03:34:20
Itwasnodenialthathighcostsofproductionandoperation,andlackofrelevantfacilitiesweretwomajorfactorsthathadretrainedfuel-cellvehiclesfromcommercializinginthemarketfornow.However,asthefastdevelopmentofrelatedtechnologiesandfavorablechangeofmacroeconomicenvironmentandregulations,fuel-cellvehiclesaregraduallydevelopingintothematurestageforcommercialmarket.Foton,afterdevelopmentofacoupleoffuel-cellbusmodelssince2006,wouldcontinuetodevelopcity-to-cityfuel-cellAUVbusesof8-mand10-minlength.
5辆欧辉燃料电池客车在北京已测试运行5万km与其他新能源汽车逐步普及相比，燃料电池汽车在全球的推广应用步伐略显缓慢。无论是经济发达的欧、美、日，还是大力发展新能源汽车的中国，燃料电池汽车目前都处于探索期。制造和使用成本偏高、配套设施不完善是制约燃料电池汽车全面商业化的主因，而随着技术以及宏观政策环境的变化，燃料电池汽车在中国正在迈向全面商业化。
燃料电池汽车(Fuelcellvehicles，FCV)是一种用车载燃料电池装置产生的电力作为动力的汽车。燃料电池汽车的工作原理是，作为燃料的氢在汽车搭载的燃料电池中与大气中的氧气发生氧化还原化学反应，产生出电能来带动电动机工作，电动机带动汽车中的机械传动结构驱动汽车行进。
与纯电动汽车相比，燃料电池汽车具有诸多优势：续驶里程长(400km以上)，加气时间短(5～10min)，零污染(排放为水)，能量转化率高(53%～55%)等。目前，欧、美、日等都在进行燃料电池客车技术的相关研究。据悉，欧洲已推出第2代燃料电池客车，这是一款奔驰Citaro混合动力客车客车，最大续驶里程250km，燃料电池效率在51%～58%，耗氢量10～14g/100km，整车寿命达到6年12000h，各项技术指标均比第1代产品有不同程度提升。日本推出的最新一代丰田日野燃料电池客车2016年开始运营，2020年将成为东京奥运会示范用车。
清华大学是国内较早涉足燃料电池汽车研发的专业机构，据清华大学汽车工程系副系主任、博士生导师李建秋介绍，在燃料电池动力系统研发方面清华大学共走过了3个阶段：第1阶段(2001-2005年)，自由探索期，推出第1代产品，动力系统构型不确定，零部件不够成熟，系统可靠性差，电机、电池和燃料电池故障多，车辆示范运行里程短；第2阶段(2006-2010年)，参数优化期，推出第2代产品，动力系统构型基本确定，零部件参数不断优化，从功率混合发展到能量混合型，零部件水平提升很快，可靠性水平明显提升，示范运行里程明显提高；第3阶段(20102015年)，性能完善期，推出第3代产品，动力系统构型和参数基本不变，重点提高燃料电池的耐久性和降低整车成本，整车可靠性能明显提高，开始向整车企业推广应用。
燃料电池汽车的核心部件是燃料电池，而燃料电池系统中电堆的成本最高，占到61%，在电堆中催化剂的成本最高，占到53%，作为催化剂的铂金属价格昂贵，是导致燃料电池价格高的因素之一。
据悉，清华大学通过优化增程插电式燃料电池混合动力系统的配置，降低了整车成本并提高了燃料电池的耐久性，联合企业开发的燃料电池城市客车续驶里程可以达到350km，售价约在200万元，仅为国外同类产品的1/3～1/6。技术的进步以及成本的降低为中国的燃料电池客车商业化奠定了基础。
早在2006年，福田汽车与清华大学、北京亿华通联合承接了国家863计划节能与新能源汽车重点项目中氢燃料电池电动客车的研发。其中，清华大学与亿华通主要负责研发氢燃料电池系统和车载供氢系统，福田汽车负责提供整车制造技术。仅仅用了2年，三方的研发成果就在2008年北京车展上亮相。同年，福田欧辉开发的氢燃料电池电动客车，圆满完成了2008北京奥运会服务用车任务；2013年，福田汽车再次携手亿华通共同研发氢燃料电池电动物流车；2014年，福田生产出5辆第2代12m氢燃料电池电动客车，解决了生产成本高、燃料电池寿命短等阻碍氢燃料电池电动客车发展的技术难题。2016年，福田汽车签订了100辆8.5m氢燃料电动客车销售合同，这100辆燃料电池客车将在2017年上半年投入运营。
在解决了技术和制造成本问题之后，燃料电池汽车要想真正实现商业化，还需要解决使用成本高和配套设施不足的问题。
福田汽车欧辉客车事业部技术研究院副院长王雷以一辆8m客车为例分析了燃料电池客车的购置及运营成本构成：购置价200万元，可以获得国家50万元补贴，以及6万元/年的运营补贴，如果耗氢量为88m3/100km，以目前电价和电解水价格计算，氢气价格为4元/m3，按照使用8年50万km计算，该车的全生命周期成本为4.56元/km，高于燃油、纯电动及LNG车辆；但如果使用弃风、弃水参与制氢，氢气价格为1.5元/m3，该车的全生命周期成本可降至2.36元/km，仅高于纯电动车。
由此可见，当前氢燃料成本过高造成的使用成本高是阻碍燃料电池汽车大规模商业化的主要因素，另一个制约因素则是加氢站等配套设施的建设。
据北京亿华通科技公司副总经理于民介绍，目前美国拥有加氢站52座，2023年要达到100座；德国有加氢站50余座，2023年将达到400座；日本加氢站及加氢车84个，2020年要达到160座。而目前中国的加氢站只在北京、上海、郑州各有1座，加上大连在建的1座，总共才只有4座，远远落后于上述国家。
据悉，截至工信部发布的第289批《道路机动车辆生产企业及产品公告》，我国共有11款燃料电池车型取得了公告，其中9款为商用车。在中国燃料电池商业化示范运营三期暂定方案中，总计有112辆车参与，其中客车36辆，轿车41辆，厢式物流车30辆，轻卡5辆；按区域来看，北京15辆(10辆客车，5辆轻卡)，盐城5辆(客车)，上海87辆(16辆客车，41辆轿车，30辆厢式物流车)，郑州3辆(客车)，佛山2辆(客车)。
从宏观政策来看，近期发布的《中国制造2025》《能源技术革命创新行动计划(2016-2030年)》《国家创新驱动发展战略纲要》等文件都重点提出要支持燃料电池汽车关键零部件的研发，而《2016-2020年新能源汽车推广应用财政支持政策》也规定，到2020年之前燃料电池汽车补贴不退坡。
根据各方预测，随着制造和使用成本下降、配套设置逐步完善以及国家宏观政策的扶持，我国燃料电池客车的推广普及将逐步提速，2019年有望突破1万辆。据悉，清华大学在完成了燃料电池客车、物流车、有轨电车、轿车的推广应用后，准备开展燃料电池+复合储能+分布式电驱动的混合动力重卡研究。福田汽车将在2017年继续开发8m和10m欧辉城市城间燃料电池客车。根据亿华通的规划，到2025年燃料电池汽车将全面实现市场化，该公司的把2025年销量目标定为5万辆，销售额200亿元。