氫燃料電池汽車如此廣闊的發(fā)展空間，在近兩年吸引了眾多車企和零部件企業(yè)紛紛布局。例如本田、豐田、現(xiàn)代等整車廠，目前均已推出了可量產(chǎn)的氫燃料電池汽車，另外諸如大眾、奧迪、寶馬、雷諾、吉利、長城等也在進行相關的技術探索。而在零部件領域，博世、蓋瑞特、佛吉亞、現(xiàn)代摩比斯等巨頭亦在積極響應市場需求，加大對氫燃料電池汽車相關技術的投入。
氫燃料電池未來可期跨國零部件巨頭爭相布局
近日，佛吉亞宣布其已獲得現(xiàn)代汽車重要訂單——為現(xiàn)代汽車提供完整的儲氫系統(tǒng)，包括10.000臺儲氫罐。據(jù)悉，這些產(chǎn)品均將在佛吉亞位于法國巴旺、專注儲氫罐技術研發(fā)的全球技術中心內(nèi)進行生產(chǎn)，預計2021年初開始交付。2019年7月，佛吉亞投資了約2.500萬歐元在其位于法國巴旺的佛吉亞研發(fā)中心內(nèi)成立全球技術中心，用于研發(fā)儲氫系統(tǒng)，該中心計劃于2020年第二季度起投入運營。
此次佛吉亞成功獲得現(xiàn)代汽車訂單，可以說是對其過去幾年在氫燃料電池領域所做的努力給予的肯定。為推動氫燃料電池在汽車行業(yè)的發(fā)展，過去幾年佛吉亞投入了大量資源，來探索這項技術的可能性。例如2017年5月，佛吉亞通過與STELIA航天復合材料公司合作，獲得了為燃料電池汽車設計碳纖維復合材料高壓儲氫罐，并將其工業(yè)化以及商業(yè)化的能力;2017年9月，佛吉亞與法國CEA簽訂五年合作協(xié)議，就燃料電池堆技術的研發(fā)項目展開了合作。2019年11月，佛吉亞與米其林正式建立氫能源出行合資公司SYMBIO，用于研發(fā)、生產(chǎn)和銷售針對輕型車、商用車和卡車以及其他應用領域的氫燃料電池系統(tǒng)，新公司欲在歐洲、亞洲和美國建立三個生產(chǎn)基地，以滿足全球主要汽車市場客戶的需求。
在佛吉亞集團首席執(zhí)行官柯瑞達看來，燃料電池電動車技術將在未來十到十五年內(nèi)成為動力總成系統(tǒng)的重要組成部分，尤其針對商用車領域。為此，在2019年上海車展期間佛吉亞曾宣布每年將在燃料電池技術研發(fā)上投入約1.500萬歐元的經(jīng)費，到2030年，佛吉亞意欲通過SYMBIO在燃料電池領域獲取25%的市場份額，并實現(xiàn)約15億歐元的營業(yè)額。
博世在氫燃料電池領域的布局也是由來已久。2017年9月，博世與氫卡車初創(chuàng)公司尼古拉汽車公司達成合作，共同研發(fā)氫燃料電池電動卡車。同年11月，博世與濰柴動力建立合作，共同開發(fā)生產(chǎn)氫燃料電池及相關部件。之后，博世又陸續(xù)與Powercell、慶鈴汽車等在氫燃料電池領域達成一致。
基于這一系列的布局，2019上海車展上博世首次展出了包括電動空氣壓縮機、氫氣噴射器、氫循環(huán)泵等在內(nèi)的燃料電池關鍵零部件。與此同時，為更好地研發(fā)、試制氫燃料電池動力總成相關產(chǎn)品，博世還在中國建立了氫燃料電池中心。2019年12月，該氫燃料電池中心在無錫奠基，按照規(guī)劃將于2020年底建成，2021年實現(xiàn)小批量生產(chǎn)。博世認為”最晚到2030年，燃料電池將在動力總成系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。”
為推動氫燃料電池技術的發(fā)展，2019年大陸集團亦成立一個專門的燃料電池實驗室，用于開展相關的研究。該實驗室由大陸集團與德國開姆尼茨工業(yè)大學聯(lián)合設立，核心是一款高性能測試臺，該測試臺可模擬環(huán)境變化，這對氫燃料電池性能的評估非常重要。比如大陸集團可憑借該測試臺，在不同溫度、壓力、濕度乃至不同載荷的仿真環(huán)境下對燃料電池系統(tǒng)進行測試。
而蓋瑞特更是早在2016年就為本田氫燃料豪華轎車Clarity提供了兩級電動壓縮機，其首創(chuàng)的結(jié)構(gòu)設計實現(xiàn)了在駕駛艙內(nèi)布置氫燃料電池堆，釋放后排空間，完全滿足5人乘坐需求。2019年上海車展，該產(chǎn)品在蓋瑞特展臺進行了展出，彼時蓋瑞特的這款氫燃料電池電動壓縮機已經(jīng)規(guī)劃到了第三代，計劃在2025年實現(xiàn)量產(chǎn)。
蓋瑞特認為，現(xiàn)階段氫燃料汽車發(fā)展存在的最大阻力還是成本問題，而要實現(xiàn)降本，關鍵路徑有三個：需求的規(guī)模化、關鍵技術的革新，以及大規(guī)模生產(chǎn)制造經(jīng)驗和和生產(chǎn)的一致性。目前，蓋瑞特正致力于與氫燃料汽車產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)進行協(xié)同，共同降低成本，解決行業(yè)發(fā)展的成本痛點。
除以上這幾家比較具有代表性的零部件巨頭，另外諸如現(xiàn)代摩比斯、電裝、馬勒、舍弗勒、麥格納、愛爾鈴克鈴爾等，在過去兩年也圍繞氫燃料電池開展了一系列相關的研發(fā)。例如現(xiàn)代摩比斯，去年被曝投資了3億美元在蔚山市附近建造燃料電池汽車配件廠，用于幫助現(xiàn)代汽車達成2022年生產(chǎn)4萬輛氫燃料電池汽車的目標，并在2030年將產(chǎn)能提升到每年50萬輛。舍弗勒充分利用公司在材料技術、成型技術和表面處理等方面的傳統(tǒng)核心技術，開發(fā)了燃料電池的關鍵部件 -- 金屬雙極板。而愛爾鈴克鈴爾繼投資3000萬元人民幣在其蘇州工廠旁建立了一間占地面積約1000平方米的燃料電池實驗室后，又計劃于今年年底前在蘇州二期項目中投資建設燃料電池全自動組裝生產(chǎn)線。
伴隨著這些企業(yè)的爭相涌入，目前氫燃料電池儼然成了新能源汽車市場一股不可忽略的新技術力量。
“氫車”雖好 商業(yè)化之路任重道遠
2015年，10輛;2016年，629輛;2017年，1275輛;2018年，1.527輛;2019年，2.737輛。
回看過去五年國內(nèi)氫燃料電池汽車的銷量，可以發(fā)現(xiàn)盡管總銷量并不高，但氫燃料電池產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展形勢卻在逐步向好。接下來如何實現(xiàn)這項技術更大規(guī)模的商用，是行業(yè)亟待解決的問題。
對此，現(xiàn)代自動車株式會社副社長李仁哲就曾建議可從加大基礎設施建設、推出市場友好政策、政府發(fā)揮示范效應等多個方面著手。特別是擴大加氫站的建設，對于提升用戶關于氫燃料電池汽車的使用體驗具有重要意義。
據(jù)相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2019年全球新增了83個加氫站，總數(shù)達到了432個，另外還有226個加氫站正處于計劃建設的階段，這其中僅330個加氫站可以向公眾開放。而國內(nèi)由于起步相對較晚，再加上加氫設備產(chǎn)業(yè)化能力不足、成本偏高，目前正在運營的加氫站不過50來個，且?guī)缀醪粚ν忾_放，只供特定的公交車隊或運輸車隊使用。要想實現(xiàn)氫燃料電池汽車的快速普及，僅僅依靠目前的配套數(shù)量明顯不夠。為此，在由中國汽車工程學會牽頭編制的《節(jié)能與新能源汽車路線》中，就明確提出到2020年，中國將建成100座加氫站;到2030年，這一數(shù)字將增至1000座。
而在政府示范效應方面，現(xiàn)代汽車作為全球較早涉足氫燃料電池汽車的車企之一，通過和韓國政府的合作，已經(jīng)實現(xiàn)了很多的示范運營，例如在城市清潔用車、警車等方面，現(xiàn)代汽車已經(jīng)開展了很多的改造項目，積累了豐富的經(jīng)驗。發(fā)展到現(xiàn)在，現(xiàn)代在氫燃料電池汽車領域的發(fā)展勢頭已有超過“老大哥”豐田的趨勢。
2019年，全球氫燃料電池乘用車銷量創(chuàng)下歷史新高，超過7.500輛，同比增長約90%。據(jù)悉，這些氫燃料電池乘用車主要來自現(xiàn)代的NEXO和豐田的Mirai，其中NEXO氫燃料電池汽車去年的總銷量為4.818輛，豐田Mirai的總銷量為2.407輛。為在2025年之前成為全球三大電池和燃料電池電動汽車制造商之一，去年底現(xiàn)代汽車發(fā)布了“戰(zhàn)略2025”路線圖補充稱，到2025年現(xiàn)代汽車目標是每年銷售67萬輛電動汽車，包括56萬輛純電動車和11萬輛燃料電池電動汽車，其“野心”可見一斑。另據(jù)最新消息報道，去年底一輛現(xiàn)代Nexo 打破了氫動力汽車單箱氫氣最遠行駛距離的世界紀錄，在法國境內(nèi)行駛了約484英里(約778公里)，突破了該車的預計行駛里程。
殼牌亞太區(qū)氫能業(yè)務開發(fā)總經(jīng)理陳肇楠亦認為，加氫站建設是實現(xiàn)燃料電池車發(fā)展的必要條件，在這之外透明、持續(xù)、穩(wěn)定的政策支持，是加氫站規(guī)?；ㄔO和運營的重要支撐。此外陳肇楠指出，如果想實現(xiàn)氫燃料電池汽車的快速普及，還需要政府、汽車制造商和能源公司的緊密合作，共同完善氫產(chǎn)業(yè)鏈，保障氫的供應。比如政府應鼓勵跨行業(yè)、跨地域的廣泛合作，并將氫能作為能源管理，納入國家能源戰(zhàn)略體系，進一步明確氫能產(chǎn)業(yè)的國家主管部門。另外氫能產(chǎn)業(yè)鏈相關國家標準及規(guī)范也應盡快建立，并與國際標準協(xié)調(diào)完善，以盡早釋放我國氫能發(fā)展?jié)摿Α?/p>
值得一提的是，目前在氫燃料電池汽車的發(fā)展方面，國家和地方政府已經(jīng)在扮演重要的推手作用。此前國家出臺的《國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略綱要》等重要文件中，明確提及要大力發(fā)展氫燃料汽車。地方層面，據(jù)不完全統(tǒng)計，為搶占氫能產(chǎn)業(yè)制高點，過去兩年國內(nèi)先后有二十多個省市相繼發(fā)布了氫能和燃料電池的發(fā)展計劃，并已初步形成了以上海、如皋為主要示范點的長三角，以佛山為代表的珠三角，和以北京、天津、張家口為代表的京津冀等多個主要的氫能產(chǎn)業(yè)集群。
其中在長三角地區(qū)，以上海為中心，目前已先后打造了如皋“氫經(jīng)濟示范城市”、臺州“氫能小鎮(zhèn)”等多個重點項目。圍繞這些項目，預計到2021年長三角地區(qū)將建成超過40座加氫站基礎設施，到2025年建成超過200座，2030年超過500座。保有量方面，到2021年長三角燃料電池車計劃將超過5.000輛，到2025年將達到5萬輛，2030年達到20萬輛。
京津冀地區(qū)，圍繞2022年冬奧會，目前也在大力推廣氫燃料電池汽車。早在2018年，張家口市氫燃料電池公交車就開始投入運營，首批上線49輛，2019年10月22日，張家口市公交集團公司再次投入100輛氫燃料電池公交車，到現(xiàn)在該市累計投入的氫燃料電池公交車已達到174輛，僅次于佛山。與此同時，張家口市也在大力推進制氫廠和加氫站建設。按照規(guī)劃，到2022年張家口全市將完成19個縣區(qū)加氫網(wǎng)絡全覆蓋。
此外，氫燃料電池汽車關鍵技術有待突破也是很重要的一方面，尤其是制氫、儲氫、運氫、加氫技術等的不夠成熟，催化劑、質(zhì)子交換膜、碳紙、空壓機、氫循環(huán)泵等關鍵材料嚴重依賴進口，制氫技術和成本還無法平衡，均在很大程度上制約了氫燃料電池汽車的發(fā)展。以氫氣的儲存和運輸為例，眾所周知作為一種熱值極高的燃料，氫氣需要在低溫或者高壓條件下儲存、運輸，然而這樣不但成本高，還存在安全隱患，一旦出現(xiàn)事故，后果特別嚴重。
正是基于這些挑戰(zhàn)，雖然氫燃料電池汽車具有高效、續(xù)航里程長等優(yōu)點，但目前主要應用在商用車領域，如公交車、客車、物流車、卡車等，其要想真正實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化，還有很長一段要走，至少在可以預見的未來，實現(xiàn)純電動汽車和氫燃料電池汽車的協(xié)調(diào)發(fā)展才是新能源汽車的發(fā)展之道。
