鉅大LARGE | 點擊量：776次 | 2019年02月27日
新能源車新方向被燃料電池點燃
2014年豐田汽車的全球銷量達到1023萬輛，再奪銷量冠軍。豐田還沒有決定把未來押寶在何種車型上，但他們已經把“未來”造出來并推向市場了。
去年底，豐田公司正式在日本發(fā)售氫燃料電池車MIRAI（意為“未來”），這是全球首款量產燃料電池汽車。與電動汽車的長充電時間不同，MIRAI只需要3分鐘即可完成加氫，續(xù)航里程可達700公里，百公里加速不如電動汽車，約10秒。
這種技術是把氫氣和氧氣送入燃料電池，通過與電解質的反應來發(fā)電，進而驅動電動馬達。它的好處是可以把化學能直接轉化為電能，把燃料的轉化效率做到40％－60％，并且只產生水和熱，而非溫室氣體和污染。
相較搭載蓄電池的電動汽車，燃料電池汽車更接近消費者快速加油、長途旅行的乘駕習慣，因此豐田并不孤單。戴姆勒-奔馳計劃于2017年，推出面向消費市場的燃料電池汽車。此前，戴姆勒-奔馳已于2013年與福特、雷諾-日產宣布成立燃料電池聯盟。去年12月，寶馬亦與豐田公司宣布聯合研發(fā)燃料電池汽車。
豐田的“未來”
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
豐田氫燃料電池車的研發(fā)始于1992年，2002年豐田和本田推出了造價高達1億日元的氫燃料電池車，這個成本使得該車無法推廣。豐田汽車MIRAI燃料電池車的開發(fā)負責人田中義和在發(fā)售會上指出，現在燃料電池系統(tǒng)的費用降到了原來的二十分之一，“纏繞在氫燃料罐周圍的質輕且結實的碳纖維強度未變，但成本大為降低?！?/p>
MIRAI的價格為723.6萬日元（約合37.8萬元人民幣），如果除去日本政府補貼，消費者只需支付520萬日元（約合27.1萬元人民幣），豐田旗下一款風靡全球的高檔燃油轎車“皇冠”售價與之相當。
對這款第一個商業(yè)化的燃料電池車型，豐田的銷量預期比較保守，原計劃到2015年底銷售700輛，但上市一個月間的預訂量就達到1500輛，其中日本中央政府部門和地方政府、企業(yè)的訂單約占60％，個人訂單約占40％，其中男性占90％，多為60歲以上顧客。
除了政府采購，日本政府的扶持決心還體現在補貼上。除了每輛燃料電池車將獲得300萬日元補貼外，政府還承諾通過各種手段來推動加氫站的建設。
目前一座加氫站的建設成本約為4.6億日元，日本政府為每座加氫站提供最高2.8億日元的補貼，并考慮松綁法規(guī)，允許使用成本更為低廉的金屬儲氫罐。在2020年之前，一座加氫站的建設成本有望降至2億－2.5億日元。
日本政府曾提出，2015年底在國內建成100個加氫站，但由于燃料電池車尚未普及，此目標很難如期達成。
如何普及燃料電池車，如何做大這個市場？車企很明顯等不及了，因此通過開放專利來擴大行業(yè)生態(tài)圈。豐田1月6日宣布，將無償提供豐田獨有的約5680項燃料電池相關專利（包括正在申請中的專利）的使用權。
燃料電池車尚處于市場啟動階段，規(guī)模小、成本高，加上加氫站未普及，讓市場先行者無法覆蓋巨額研發(fā)成本，更無法取得預期收益。
對豐田而言，最大的敵人不是那些燃料電池汽車或純電動汽車的同行們，而是龐大的內燃機汽車制造商。向同行公開專利，鼓勵他們一起把燃料電池汽車市場做大，這才是目前的領先者豐田最希望看到的。另一個不好擺上臺面說的理由是：一旦市場做大，先行者就成了行業(yè)標準的把控者。
讓大家都進來造燃料電池車，用你追我趕的技術創(chuàng)新降低成本，同時讓基礎建設企業(yè)受市場前景感召而投資加氫站。這個生態(tài)邏輯，豐田是想明白了。
堅定不移商業(yè)化
戴姆勒-奔馳集團的燃料電池技術來自1990年收購來的多尼爾（Dornier）公司。該技術名為質子交換膜燃料電池。
這種技術把氫氣送到燃料電池的負極，經過鉑催化劑的作用，氫原子中的一個電子被分離出來，失去電子的氫離子穿過質子交換膜，到達燃料電池的正極。而無法通過質子交換膜的電子，只能經過外部電路達到正極，從而在外部電路中產生電流，并在正極處與氫離子和氧原子結合，成為水。因此，只要不斷地給正極供應氧氣，并及時把水帶走，就可以不斷地產生電能。
相比上世紀60年代開始在航天器上應用的堿性燃料技術，質子交換膜燃料電池不會對空氣中廣泛存在的CO2敏感，此外，僅需70℃的工作環(huán)境就可以迅速啟動，并且達到很高的能量密度。但是問題在于鉑催化劑昂貴，并且對CO敏感。
多尼爾公司的燃料電池汽車研發(fā)計劃包括氫燃料源和甲醇燃料源這兩個平行研發(fā)方向。與氫氣相比，甲醇是一種液體燃料，它的儲存技術更為簡單，不足之處是它的能量密度比氫燃料電池低。
隨著研發(fā)團隊不斷壯大，戴姆勒-奔馳終于在1994年公布了自己的第一輛輕型燃料電池小貨車——NECAR1。2002年，做出氫燃料電池版A級車；2010年，推出300輛氫燃料電池版B級車，并進行大規(guī)模公路測試。
戴姆勒-奔馳的保加利亞總代理巴爾干之星公司的報告顯示，燃料電池汽車的B級版比早前的A級版，電能提高30％，行程范圍提高150％，最高時速提高21％；此外，氫氣的消耗量降低16％，燃料電池體積減少40％。
戴姆勒-奔馳公關部的赫德利施卡（MadeleineHerdlitschka）向《財經》(博客,微博)記者介紹，目前該公司正與福特以及日產進行聯合研發(fā)，并籌措在日本追浜、德國那伯恩以及加拿大溫哥華的工程性工作。
雖然目前質子交換膜燃料電池技術是汽車商們的寵兒，但是固體氧化物燃料電池也是一個潛在的競爭者。固體氧化物燃料電池需要700℃－1000℃的工作環(huán)境，啟動也很慢，但它不會對CO敏感，也適用于更廣泛的燃料源，因此目前較多作為輔助電源設備。根據意大利國家研究委員會的能源高科技研究項目（CNRITAE）報告，寶馬已經在原型車上，對這項技術進行試驗。
盤活可再生能源
傳統(tǒng)車輛的動力，來自于燃料在內燃機中燃燒所產生的熱能。在這一過程中排放出來的溫室氣體，迄今已占到全球總量的一半，是城市空氣污染的主要來源。因此，各國政府的環(huán)保政策都越發(fā)嚴苛。
整車商的選擇無非有三，要么提高內燃機效率，要么發(fā)展電動汽車，要么發(fā)展燃料電池汽車。內燃機效率的提高已日益臨近極限，電動汽車的續(xù)航能力與充電時間遲遲難以解決。因此，最接近消費者乘駕習慣、幾乎零污染的氫燃料電池汽車，便脫穎而出。
但是，氣從哪里來？從《財經》記者對戴姆勒-奔馳和寶馬的采訪來看，它們均認為，加氫站是氫燃料電池汽車發(fā)展的先決條件。
傳統(tǒng)的辦法是通過天然氣制氫，但這種方法不能解決氫氣從生產到運輸過程中的CO2排放問題。
德國聯邦外貿與投資署的能源、環(huán)境與資源問題專家施塔庇茨（HeikoStaubitz）對《財經》記者說：“因此，用可再生能源所產生的電力，進行電解制氫，并讓其搭載國家天然氣運輸網絡，就能在整個運營體系中，把溫室氣體的排放降到最低?！?/p>
對于可再生能源市場來說，這未嘗不是一件好事。因為可再生能源的電量不穩(wěn)定，會對電網造成沖擊，因此有相當部分電量無法接入電網。根據德國聯邦外貿與投資署預測，從2030年開始，德國每小時都會產生大量過剩能源，并逐年遞增。為此，德國政府投入大量資金，用于研究能量儲存技術。
“德國政府關心的是，能否在2005年的基礎上，把運輸部門的能源需求在2020年削減10％，2050年削減40％。但是，政府不會把儲能技術限定在某一種?！笔┧哟膶Α敦斀洝酚浾哒f。
為了更好地輔助自己的氫燃料電池市場化計劃，戴姆勒-奔馳也與Linde集團、殼牌、道達爾等能源公司，在2013年達成H2移動聯盟，計劃于2023年前在德國境內建設400個加氫站。
下一篇：燃料電池面臨的最大阻礙是成本
