日本押注燃料电池车侵蚀特斯拉市场
日本首相安倍晋三近日推出的"第三支箭"刺激方案加大了燃料电池车产业的补贴力度,丰田汽车等主要日本汽车厂商正与政府合力发展燃料电池车。有分析人士表示,日本政府加速促成燃料电池车时代的到来,势必侵蚀特斯拉电动车的市场。
安倍晋三宣布,作为新经济增长方案中的一部分,将对日本国内燃料电池车行业提供新的补助,为燃料电池车购买者提供补贴及减税优惠,放宽燃料充电站的限制,计划到2015至2016财年将该国的氢燃料充电站数量由目前的17座扩充至100座。这是日本政府首次制定燃料电池车相关产业的发展时间表,日本政府还希望在2025年前将燃料电池车的售价降至约2万美元左右。
对于未来电动汽车究竟使用何种技术,目前有两种技术模式。一种是采用充电式电池技术,即特斯拉这类充电型电动车。另一种是氢燃料等电池技术,该技术把预先储存的氢燃料转化为电能驱动汽车,日本丰田、德国戴姆勒和韩国现代汽车目前都在研发这种技术。据悉,氢燃料电池车行驶里程是一般电动汽车的5倍,且仅需几分钟即可完成充电,而电动车的充电要花费30分钟至数小时不等。不过,氢燃料电池车面临的挑战是成本昂贵,尤其是兴建氢燃料充电站等基础设施。
丰田及本田等日本汽车制造厂商一直押注燃料电池车将成为未来市场主流,丰田更认为氢能是未来极为重要的能源。丰田公司近日公布,将在2015年4月前在日本推出氢燃料电池车,价格约700万日元(约合42.8万元人民币),并于数个月后在欧美地区上市。此外,本田公司也将在2015年推出燃料电池车。与此形成鲜明对比的是,特斯拉首席执行官马斯克在本月的公司年会上,曾嘲笑所谓燃料电池是"笨蛋电池"。
汽车行业对于日本经济具有特殊意义,在日本家电产业已经基本失去往昔的辉煌后,汽车产业却依旧是日本在全球竞争中屹立不倒的几个大型产业之一。东京都市大学教授RyuichiroInoue表示,10年以后燃料电池汽车在日本市场占有率很可能还不到10%,安倍晋三力推燃料电池车产业的效果可能要在二三十年后才能显现。
丰田FCV近况:燃料电池“火拼”锂电池
6月25日,丰田公开了其燃料电池车FCV的设计情况,并宣布FCV在日本的销售将在今年开始,在美国和欧洲的发售会在2015年的夏季,在日本的预售价格是700万元,折合人民币大约在42万元左右,折合美元约为6.8万。
相较于丰田之前所宣称的价格不高于5万美元,此次公布的价格显得偏高,不过别忘了,这只是预售价格,最终售价一般会比预售价低。而且,作为一款零排放汽车,政策补贴也同样不会少,日本政府已经起草了一个时间表,通过补贴和减税来支持燃料电池的发展。
1991年,罗杰·比林期开发出世界上首个用于汽车的燃料电池,让汽车界的众人“忽闻水上琵琶声”,而燃料电池车从FCHV-adv概念车、FCV概念车再到FCV量产车,终于千呼万唤始出来。
约莫从有新能源这个词开始,关于燃料电池和锂电动汽车的发展方向之争就没有断过,上至国家政府的能源战略,下至老百姓的使用成本,两者产业链都有待完善,基础设施建设与成本是共同的敌人,所以两个阵营里的人都有着各自的坚持理由,可谓你是风儿我是沙,缠缠绵绵到天涯。
虽然燃料电池和锂电动汽车都是电能取代化学能的能源战,但是两种不同的供能方式让他们有着本质的区别。充电与充氢一比起来,瞬间就接地气很多。就算一时建不了充电站,从家用电源里接出个转换接头也勉强可以应对,但燃料电池车却不是随便谁都能从家里搬出个加氢罐子的。
与传统汽车相比,电动车的新零件锂电池最让人担心的是安全问题和寿命问题。最重要的是,里程焦虑在短期内还是个不治之症。而一直以来,燃料电池车最大的短处就是无图无真相,没有产品就没有最终的说服力。虽然罗林解决了燃料电池的跨界问题,但不论是氢气的制备、还是存储,都没办法像电能一样飞入寻常百姓家。因此,燃料电池汽车不能像锂电动汽车那样,在有最初的研发成果之时,就能够让消费者参与进来。
选定了供电方式的另外一个坏处就是,没办法向传统动力“妥协”。锂电动汽车的续航焦虑症可以用混合动力或者增程的方式来作为弥补,但是在燃料电池车里,且不说有没有加入发动机的空间,一旦有发动机的存在了,对于燃料电池车和车企来说,那就是明晃晃的自打自脸行为。
所以,丰田年内开始销售燃料电池车堪称里程碑式事件。FCV的续航里程在700公里左右,一次充氢的时间仅为3分钟,与传统动力汽车相当,虽然加氢站的建设依然需要大把资金的投入,但是足够长的续航里程让加氢站的密度不必过高,以美国加州为例,研究认为只要68座就能够解决燃料电池汽车的需求。另外在日本已经开发出了一种移动式的加氢站,外观上看上去是卡车+集装箱的组合,成本也大大降低。
燃料电池汽车虽然犹抱琵琶半遮面,但丰田的这场发布会是个信号弹,正式宣告了燃料电池汽车要走上与锂电动汽车对等的舞台,从此以后,燃料电池汽车和锂电动汽车共同面临基础设施和政策补贴的角逐,谁的建设速度更快,谁的补贴力度更强,谁就能获得更大的市场。
燃料电池与锂离子电池对比下的优势与不足
有人在网上询问:“燃料电池相对于锂离子电池有哪些优势和不足?”以下回答来自电池从业者。
要比较优势和不足,前提是在相同应用目的前提下。
先将燃料电池和锂电池作为对象比较不同和相同,然后才可针对不同的应用比较优势和不足。
不同的工作方式:燃料电池输入化学能,输出电能;锂电池输入电能,输出电能。因之,燃料电池是能量转化装置,而锂电池是储能(电能)装置。
相同的放电原理:燃料电池和锂电池对外输出电能时不是热机过程,而是等温绝热的电化学电源过程,故此效率高。
优势
1.当边界是地球上的人类社会时,对于未来能源结构调整的意义,燃料电池>锂电池:在化石能占绝绝大部分一次能源份额的一二百年内,如何提高从化石能到消费终端有用功的效率,以及如何屏蔽特定的有用功形式与一次能源结构的确定对应,关键是能量转化装置(人们容易类比到工业革命的蒸汽机的意义)的变革,而储能装置的作用往往是优化能量利用的效率。
2.当边界是运载工具特别是地面的汽车时,燃料电池驱动比锂电池驱动更可能成为类似今天的汽车业态:3分钟以内能量恢复,续驶里程超过400公里。化学反应需要氧化剂、还原剂(俗称燃料)和反应场所,燃料电池汽车只需要携带两样:燃料和反应场所——燃料电池;而锂电池汽车则需三样都带,又锂电池中氧化剂、还原剂存放距离很近(当前是靠百微米厚的隔膜)即使不工作也有自放电,再锂电池为达成寿命循环往往浅充浅放,即不能每个循环都像传统汽车那样将油用干、将油加满,故此真实使用时理论的续驶里程还要减半。这就是现在的燃料电池汽车有效续驶里程可达到600公里以上,而锂电池汽车有效续驶里程一般地小于100。燃料电池汽车类似天然气内燃机汽车,反应场所和燃料可以物理隔离,燃料加注实际是物理过程,要多快可以多快——只要经济上觉得上算,而锂电池汽车能量恢复是充电过程,即电解反应,需要控制要不然就会有副反应发生,其燃料加注速度受到技术进展程度的制约。
不足
1.当边界是便携电子设备时,燃料电池由于氧化剂、还原剂、反应场所分离,其系统集成简化的难度远远大于已经充分集成的锂电池或者其他种类二次电池;
2.当边界是电网不间断备份时,2ns的电子设备要求,燃料电池要把分离在外的氧化剂和还原剂送到电池内几乎是不可能达成的;
产业化程度:燃料电池现在没有产品制造业;而锂电池针对便携电子设备的现场电源已经形成了批量制造业。但针对汽车,两者都没有形成产品制造业,共同的技术难点在于电化学反应如何适应电机的感性负载大动态需求。
容易被蛊惑的说法:锂电池汽车因为现在已经存在锂电池工业,会比燃料电池汽车更容易取代内燃机汽车的历史地位。道理上的谬误:产品开发是从客户需求出发的,没听说割草机用的内燃机通过升级改造就能成就汽车内燃机的;经验上的认知:蓄电池汽车,从1900年开始,锂电池已经是第四次浪潮了,好像还是不会成功在这个10年,这是件很难的事情。
最让人憧憬的说法:燃料电池发动机+锂电池形成电电混合动力驱动汽车,可以1)提升2倍效率;2)车辆零排放;3)寿命和成本容易达成;4)摆脱汽车对原油资源的单一依赖。