燃料动力锂电池汽车具有清洁环保、能量转换率高等特点受到广泛关注。有机构预测,2030年以后,新能源汽车市场将以燃料动力锂电池汽车为主,理想目标是实现动力燃料动力锂电池汽车的普及。《电池我国》网认为,燃料动力锂电池汽车市场是一座等待挖掘的富矿,但目前相关核心技术突破缓慢,产业化模式迟迟未定型,燃料动力锂电池汽车发展步入市场化导入期。
2015年四月,国家财政部、科技部、工业和信息化部、国家发改委公布《有关2016-2020年新能源汽车推广应用财政支持政策的通知》,对纯电动汽车、插电式混合动力汽车的补助标准执行退坡机制,但对氢燃料动力锂电池汽车的补助标准并未进行下调,甚至个别车型还有所提高。
燃料动力锂电池汽车始终受政策青睐
文件指出,氢燃料动力锂电池各类汽车到2020年补贴不退坡,且补贴金额提升至2013年水平,这样的补贴力度体现了对先进技术的预判。全国乘用车市场联席会秘书长崔东树认为,由于多方面原因,氢燃料动力锂电池乘用车即将进入市场化导入期,为支持研发和生产,补贴金额提升和补贴时间延长将有利于我国氢燃料动力锂电池汽车的市场化导入。
我国非常重视对氢燃料动力锂电池汽车的研发和推广工作。早在2000年,科技部就开始对国内氢燃料动力锂电池汽车基础技术的研发给予支持,北京奥运会期间已有少量示范运行车辆投入使用。2012年,同济大学、清华大学、中科院大连物理化学研究所、上汽、一汽等发起成立了我国燃料动力锂电池汽车技术创新战略联盟,支持氢燃料动力锂电池汽车的发展。
在近日召开的新能源汽车推广应用相关相关经验交流与发展研讨会上,国家“863”计划节能与新能源汽车重大项目总体专家组组长欧阳明高提出,到2020年,燃料动力锂电池汽车将实现商业化发展。
无论是纯电动技术还是氢燃料动力锂电池技术,都是汽车行业未来发展的方向。相比之下,氢燃料动力锂电池在解决污染排放和替代能源问题上更被看好。国内在氢燃料动力锂电池研发方面有优势的公司应借助国家政策的持续支持,加快氢燃料动力锂电池技术的研发与储备。
国家层面的政策扶持产业发展的趋势越来越明显,除已知车辆补贴和加氢站奖励持续不变外,类似氢燃料补贴的相关政策也有可能进入酝酿期,降低燃料动力锂电池汽车的使用成本,及氢基础设施的运营成本,吸引更多的社会资本投入燃料动力锂电池汽车的推广。
在相关政策的指导下,越来越多的地方政府开始积极推广地区性燃料动力锂电池汽车产业的发展,制定产业发展规划,整合地方资源,从整车到零部件,从终端产品到原材料,大力扶持相关公司,推动地区燃料动力锂电池汽车的产业化。
产业化发展需攻克层层难关
目前大多数燃料动力锂电池汽车所采用的电池都是质子交换膜燃料动力锂电池,具有能量转化效率高、环境友好、寿命长等突出特点,特别适宜用作可移动动力源,是电动汽车的理想电源之一。
事实证明,这种燃料动力锂电池汽车的性能完全能够与内燃机汽车相媲美。以通用汽车公司最新推出的雪佛兰Sequel燃料动力锂电池车为例,其续航里程已达到480km,百公里加速用时不到十秒。经过二十多年的高速发展,燃料动力锂电池技术取得了巨大进步,但是要实现燃料动力锂电池汽车的商业化,还有很多关键问题要解决,重要包括性能安全、制造成本,燃料供应和基础设施。
要实现燃料动力锂电池汽车的商业化,必须使燃料动力锂电池汽车的性能相当于甚至优于现在的内燃机汽车,同时要有价格优势。但目前的燃料动力锂电池汽车成本相对较高,重要原因在于燃料动力锂电池系统本身的成本太高。目前,燃料动力锂电池制造成本已经降至每千瓦数百美元,但与燃料动力锂电池汽车商业化应用的目标成本每千瓦50美元的距离还很大。
在氢气供应方面,尽管现在有部分燃料动力锂电池汽车采用车载现场制氢的方式,但是燃料动力锂电池汽车最终采用的方式应该是纯氢直接供应。因为现场制氢系统极其复杂,在空间有限的汽车上安装一套车载制氢系统几乎不可能。
氢的来源很多,但现在重要是通过化石燃料的重整来制取,这并没有完全摆脱对传统燃料的依赖,依旧会出现污染气体。未来利用太阳能和核能制氢、生物制氢是重点发展方向,这也是现在世界各国研究的热点课题。
此外,加氢站等基础设施的建设投入是巨大的。据统计,建造一家能加相当于100万桶石油的加氢站的费用约1000亿美元,而这仅能满足美国现有汽车10%的需求。公司很难单独承担建设大量加氢站的费用,只有国家在经济政策上给予投入,加上能源公司之间通力合作,加氢站的大量建设才有可能实现。
燃料动力锂电池技术与国际水平尚存差距
虽然我国积极进行氢燃料动力锂电池汽车的研发和推广工作,但近年来氢燃料动力锂电池汽车发展水平与国际先进水平比差距一直在拉大。重要体现在,我国氢燃料动力锂电池总体上处于工程化开发阶段,功率特性、冷启动、可靠性等重要技术性能指标与世界标杆产品相比还有很大差距;关键技术领域所拥有的专利数量不多,技术标准未形成体系;成本居高不下,产品基本不具备商业化条件。
业内专家分析认为,差距拉大的重要原因是相比电动汽车,氢燃料动力锂电池汽车技术门槛高,要巨额投入,而我国氢燃料动力锂电池技术和产业基础薄弱,资金和技术力量投入不足,技术链不完善,产业化能力较弱。
除上汽外,大多数整车公司在氢燃料动力锂电池汽车方面没有开展实质性研发和产业化准备。此外,我国在催化剂、双极板等关键材料领域和高压储氢罐、空压机、氢循环泵等关键零部件领域基本不具备产业化能力,产业链尚未形成。
氢燃料动力锂电池汽车的发展核心在氢燃料动力锂电池技术。在国内资金实力和技术集成水平与国际市场存在较大差距的情况下,可以超前布局燃料动力锂电池和储氢材料等核心环节。国内相关公司可以通过技术引进和自主创新相结合的方式,加快氢燃料动力锂电池技术的发展与储备。
国家层面应推动建立和完善氢燃料动力锂电池汽车及相关技术标准。有能力的整车公司应加强在车辆技术、关键零部件供应商培育等方面合作,加快工程化开发和产业化能力建设进程。还应加强国际合作和交流,借助国际科研资源、产业资源缩小差距,提高我国氢燃料动力锂电池汽车发展水平。
商业模式模糊致使市场热度不够
目前很多国家制定了国家级的氢能研究开发计划,大力推动燃料动力锂电池汽车的发展。而我国没有专门的有关氢能的中长期发展战略和执行计划,涉及氢能的相关政策也相比较较零散。
虽然在新能源汽车产业发展规划中明确提出发展包括纯电动汽车、插电式混合动力汽车及燃料动力锂电池汽车在内的新能源汽车,但从实际情况来看,目前新能源汽车的发展更加偏重于纯电动汽车和插电式混合动力汽车,氢燃料动力锂电池车暂时处于配角地位。
在燃料动力锂电池汽车实际推广过程中,最重要的制约因素就是商业模式,适合燃料动力锂电池汽车推广的商业模式不清晰。参考燃油汽车模式(个人消费为主,平台租赁为辅),还是纯电动汽车模式(平台租赁为主,个人消费为辅)尚无定论,还在摸索中。但商业模式解决的是生存问题,假如生存问题都无法解决,何谈推广?
当然,靠国家补贴和项目推广,也是一种方式,但那毕竟不是真正的商业模式,不是长久之计,无法持续。毕竟只有行业和公司最终接盘,才有可能真正实现燃料动力锂电池汽车的商业化推广。
现阶段商业模式不清晰,导致国内大的整车公司和能源公司都无法下定决心真正推广燃料动力锂电池汽车,大多持观望态度,或仅仅只是参与相关项目的推广应用,保持行业发展跟踪的态势。行业的发展得不到足够多的资源和资金支持,导致技术的发展相对缓慢,商业化应用模式的探索也少有支撑,制约了燃料动力锂电池汽车的推广进程。
可以预见,在全球燃料动力锂电池汽车商业化探索的大趋势下,国内整车公司和能源公司也开始尝试通过非商业化的项目投入,探索未来商业化发展的可能。只有更多的资源和资金的进入,使得行业环境有了一定的改善,燃料动力锂电池汽车的推广才会有所好转。