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欧阳明高:燃料电池汽车的商用化元年

2017年08月15日 10:48

 

我们认为去年是一个启动年,今年有可能成为中国燃料电池汽车全方位商业化的元年。当然规模不会像锂电池电动汽车那么大、那么快,它会经历长期稳步的发展过程。”今年年初以来,作为国家863计划节能与新能源汽车重大项目总体专家组组长、汽车安全与节能国家重点实验室主任的欧阳明高不止一次在各类公开场合宣告国内燃料电池汽车商业化进程已经启动。事实上早在数年前,他已经预言了这一时间点。这一判断的依据是什么?对新能源特别是燃料电池汽车产业意味着什么?相比国外,中国特色的燃料电池汽车路线该怎么走?
 
中外技术路线差在哪里?
在世界范围内,日本是公认的在燃料电池汽车领域走在前列的国家,早在2014年年末,丰田的全新Mirai氢燃料电池动力车已经正式发布。从技术路线角度分析,丰田正好是汽车行业发动机优先战略(也称之为“高门槛战略”)的典型代表车企,先发展先进的燃油汽车,再过渡到合动力汽车(代表产品为丰田普锐斯),然后基于这一混合动力平台生产各种车型,比如日本的插电式混合动力汽车就是在此其础上加电池,而燃料电池汽车则是将发动力换成燃料电池。
反观中国的新能源汽车技术路线,自发展之初就有不少争论与摇摆,直到2012年才真正最终确立为纯电驱动战略,即大力发展电池核心技术并形成具有竞争力的世界最大规模动力电池产业,推动纯电动汽车大规模产业化,以纯电动系统为突破口基础平台带动混合动力汽车(全电插电式位特色)和燃料电池汽车(电电深混/增程式为特色)全面发展,形成新能源汽车总体竞争优势。
欧阳明高介绍说,具体而言,国内是在纯电动的基础上做插电式和深度混合的燃料电池汽车,、在燃料电池深度混合的基础上减少电池,加大难度,再做全功率燃料电池。他总结认为,相比之下,“我们是一种从易到难的做法,丰田是逐步加大技术难度的做法,是不一样的。”而中国的选择路线应当融入世界新能源汽车发展主流,并创造适应中国交通体系的纯电驱动技术特色与优势。
 
中国模式的优势和问题是什么?
针对具体车型,以客车为例, “国外的大客车是纯燃料电池驱动,轿车上也全部是燃料电池,中国则生产燃料电池与动力电池深度混合的大客车,还有燃料电池做辅助动力的增程式燃料电池轿车,这是中国的技术路线。”欧阳明高指出,
“这么做的好处是成本降低,因为目前燃料电池比电池要贵,最重要的是耐久性的提高,当前燃料电池最大的问题是耐久性。现在,国内已经做出了燃料电池发动机。”
因此,他认为,中国的特色是燃料电池混合动力汽车,包括商用车的燃料电池深度混合动力和轿车的增程式燃料电池汽车,“跟国外的不一样,我们觉得也还是有一定优势的”。
显然,这种路线特别是在眼下最大限度地让燃料电池“扬长避短”,但仍不可避免地要解决核心问题,即如何在技术上真正实现燃料电池应用的突破。欧阳明高强调:“现在燃料电池混合动力大家都会做,因为常规混合动力都会做,都不是问题。虽然混合动力解决了一堆问题,但是燃料电池还是根本的。”为了解决这一问题,国内已历经多年研发,之年以选择自上而下的技术路线,从动力系统开始做,是因为常规流程“做催化剂、再做膜、再做极板、再做堆、再做发动机,这种模式走了十多年,说明产业化走这条路是有问题的。”
在氢燃料电池技术中,最核心、最基础的莫过于膜电极,欧阳明高打了个比方:“其重要性相当于电脑和手机的芯片,而国产膜电极在耐久性和性能上目前还有待提升。”数据显显,目前国产膜电极的寿命最高能达到8000小时,而国际上的水平是10000小时以上,这直接决定了氢燃料电池的寿命。不止一位业内专家指出,国内燃料电池发动机的耐久性和国外有明显的差距,
氢能和燃料电池是未来重要的发展方向和趋势之一,展望未来,燃料电池作为能源的前沿技术,其应用不能局限在汽车领域。欧阳明高认为:“如果我们局限在汽车里,这件事情是很难成功的,应该是是全方位的。燃料电池有点像我们的柴油发动机,而不是汽油机,汽油机可以由电池完全取代,但是柴油机用途非常广,可以汽车,坦克、飞机、船舶、发电等领域应用。所以燃料电池定位为一个通用型的动力机械。”
 
商业化突破口在哪里?
当前,国内氢燃料电池汽车正处于从示范、考核到产业化的过渡阶段。燃料电池技术门槛高、难度大、涉及的技术链条长等问题并未得到根本性解决,按照燃料电池汽车目前的技术水平,全方位商业化还需待以时日。不止一位业内专家指出,如果要在中国进行燃料电池轿车、家用轿车的商业化,困难依然不少。
“但是,可以从一部分领域率先开展商业化突破。”欧阳明高早在前几年就指出,中国新能源客车是全球燃料电池技术的最佳应用。事实也证明,眼下在国内城市客车等商用车领域,燃料电池汽车进展最快。
这一突破口的选择也极具中国特色,此前的纯电动等车型也是先在商用车领域大面积示范运行。原因也十分相似,客车等商用车型相对小轿车而言,车内体积大、运行路线相对固定,对技术上还不够成熟的燃料电池的体积和能量密度要求就会相对较低,而且商用车型运行里程长、使用频次高,在一定程度上能更好地验证产品的可靠性和耐久性,积累更多的运营数据。日本丰田则选择了从私人用小轿车开始做起。
一次实地访问的对比观察也在一定程度上佐证了这一判断。虽然日本的燃料电汽车发展较早,但从当地访问归来的业内人士发现,整体而言,日本的燃料电池汽车产业发展进程相对缓慢,包括基础设施在内也比原计划要迟缓。欧阳明高表示,他们挑战了技术难度过高的乘用车,现在每天大概生产13辆。其公交车公司规模相对较小,更换成新能源车困难较多。相比之下,目前中国的新能源汽车市场非常活跃,并受到资本市场的热捧,“我们有最好的突破口,就是公交车、物流车、出租车,我们完全有希望后来居上,我相信2020年之前燃料电池汽车产销量也会实现全球第一。”欧阳明高对此非常有信心。
目前燃料电池技术正处于从研发到商业化的转折期,要实现燃料电池汽车局部商业化突破,重要的是行动而不是疑惑,“关键是要在协同创新、技术集成、国际合作以及金融支持这四个方面开展工作。”欧阳明高建议。
 
商业化量化标准是多少?
去年年底,中国汽车工程学会发布的节能与新能源汽车技术路线图中提到,在2020年、2025年和2030年,中国燃料电池汽车的规模将分别达到5000辆、5万辆以及百万辆。
但在欧阳明高看来,“去年还是稍稍比较保守了,为什么呢?因为国内这个产业太热了,比较理想和正常的应该是2020年1万辆、2025年10万辆、2030年100万辆,这是我们未来要争取达到的规模。”
他的乐观和看好也有数据基础作为支撑。2016年,中国燃料电池客车已达到百辆级水平,而丰田的氢燃料电池轿车虽然上市较早,去年的销量也不过数百辆,因此他认为:“国内氢燃料电池的城市客车、增程式燃料电池汽车等总量可能会在一两年内超过丰田,达到千辆级别。”
具体到今年,据他测算,现在客车燃料发动机和轿车燃料发动机都已经开始商用化,今年估计至少应该有500辆以上的燃料电池汽车进入市场。
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