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日本丰田为氢燃料汽车蓄势待发 高价将成市场化的最大阻碍

 num108 2018-08-15

有人说,2018年是氢燃料电池的元年。

在此之前,我总以为新能源理所当然应该经过电气时代,再谈其他。事实上,电动汽车也的确正成为众多车企向新能源转型的“主流”方式。

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但随着新能源转型的加快,许多车企提出了另一种观念:氢燃料电池才是最终新能源的走向。这样的说法在电动汽车始终陷入续航瓶颈的情况下,格外受到关注。

一是因为氢动力汽车能达到的续航里程,相比电动车来说更接近燃油车的水平,丰田首款氢动力车型mirai据悉续航里程已经达到了500公里,而在丰田的规划中到2040年这个数字应达到1000公里。

二则是氢燃料汽车的化学反应产物是水,几乎是最清洁的一种能源。

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日本车企在新能源的方向上再次显示出自己的主见。丰田集团会长内山田竹志认为,汽车全电动化时代不会到来,因为续航里程、充电时间、电池寿命等亟待解决的课题还有很多,如果快速普及纯电动汽车,那么几乎所有车企都会亏损。

但氢燃料电池目前所遇到的难题更不在少数。

丰田二十年研发降下“天价”成本

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丰田早从上世纪90年代开始就展开了对氢燃料电池技术壁垒的攻克。

氢燃料电池并非是要“燃烧”氢气,也与锂电池的原理不同。它是将氢气和氧气分别置于阳极和阴极两端,氢质子穿透质子交换膜(PEM)的孔洞与氧分子结合,在催化剂的作用下发生氧化还原反应。同时被阻隔在膜外的电子需要绕道电极板两端,在此过程中不经过热能转换直接产生了电流,转化效率高,无噪音,并生成最终唯一的反应产物——水。

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首先一个急需解决的问题便是,电池反应堆中的催化剂必须是贵金属——铂(没有替代材料),对氢的纯度要求极高(99.99%),空气中的CO、SO2一旦与其接触会大大降低催化效果。

丰田对其进行了电镀处理,降低了90%的铂使用量。但一辆车仍至少需要15克铂才能运行,成本问题仍成为极大的困扰。

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但丰田二十年的钻研成效是显著的,在氢燃料电池技术上他们申请了15867个专利,涵盖燃料电池堆专利、高压储氢罐专利、燃料电池系统控制专利以及加氢站技术等。而原本成本无法估量的氢动力汽车,也在丰田的成本控制下做到了量产价只需要不到人民币40万(补贴前)。

首款氢动力车型丰田Mirai,搭载的氢燃料电池发电功率为114kw,采用了能够承受70MPa压力的储气罐。两个储气罐全部加满后实际续航里程可以达到550公里,在日本补贴后售价仅为26万元人民币,加氢价格仅为58.4元/公斤。

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虽然它的动力性能——最大功率152马力,最大扭矩335N·m,百公里加速时间约为9s,与现在电动汽车中的领先者特斯拉相比并没有多少优势,但它的续航里程和充能时间无疑是一项“硬技能”。

日本举国之力“下注”氢能源

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丰田的燃料电池技术已然做的风生水起,但他们对于推向市场的预估仍然很冷静,认为实现市场化起码还需等到2030年。无疑成本问题始终制约产业化的发展。

在大多数国家车企均将电气时代作为迈入新能源之路的第一步时,为何丰田为代表的日本车企要坚定地实行这样的“三级跳”?

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除了日本企业有民族性独立的思路,并且总有“做到最好”的野心这一点之外,与日本本身的国情不无关联。对于地狭资源少的岛国来说,可再生能源的发掘,往远了说几乎关系到未来民族的生存问题。

丰田投入氢燃料电池的研发二十年,如果没有国家相关建设的支持或许也无法顺利进行。

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目前日本已经建立了100余座加氢站,根据日本氢能源和燃料电池战略协会发布的“氢能源和燃料电池战略路线图”的官方目标,到2021年3月之前要建设160座加氢站、普及4万辆氢燃料电池汽车。今年3月,丰田汽车公司、日产汽车公司、本田技研工业公司、东京燃气公司和日本政策投资银行等11家公司联合成立了“日本加氢站网络公司”,旨在体系化建设加氢站。

日本政府甚至在2017年的《能源白皮书》中明确要求要举全国之力为燃料电池技术的研发提供支持。

不如说是举全国之力做一场与时代的赌博。

多国政府为氢动力研发投资

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与最初坚持发展氢能源只有丰田、本田、通用、宝马、戴姆勒等寥寥数家车企的局面不同,2018年这一年事情发生了更多的转变,尤其在中国国内。

前不久我国总理考察日本的丰田氢燃料电池汽车的事件也引起了行业内的一阵热议。据悉总理回国后,国务院相关部门随之成立了氢燃料电池联合小组,氢燃料行业的发展将会迎来一波提速。

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截至去年,我国共有宇通、福田欧辉、上汽大通、东风、青年等8个品牌的10款车型燃料电池汽车在产,总产量为1272辆,其中,燃料电池专用车992辆,占燃料电池汽车总产量的比例达78.0%,燃料电池客车280辆,占燃料电池汽车总产量的比例为22.0%。

中国、美国在内的多个国家已经开始纷纷向氢能源投入更多的资金支持和政策补贴。

要真正实现氢燃料汽车的产业化,不光需要降低它的制造成本、加快技术研发,还需考虑到氢燃料电池整个的运输、储存、充能体系,这令政府需要投入极大的建设成本,光在全国建设为汽车补给的“氢能站”这一项,花费就远高于现在的加油站。

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去年美国加氢站每公斤氢气价格约为16美元/kg左右(约合106元人民币),之后空气产品公司宣布其在加州的数座加氢站可以实现每公斤低于10美元的价格。

氢燃料汽车最终能否如丰田所想的那样在十年后普及,我们静待变革的推进。

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