隨著各國新能源汽車發(fā)展規(guī)劃的紛紛提出，新能源汽車已經(jīng)是汽車行業(yè)公認(rèn)的發(fā)展趨勢(shì)。各國發(fā)展新能源汽車除了出于環(huán)保和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的目的之外，能源安全也是重要原因，新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展可以減輕對(duì)石油資源的依賴，關(guān)系國家能源安全問題。

中國目前的新能源汽車雖然是純電、混動(dòng)、燃料電池、甲醇等多種技術(shù)路徑并行發(fā)展，但以純電為主攻方向。雖然氫燃料電池燃料補(bǔ)充更為迅速，但加氫站的建設(shè)成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于充電站。電動(dòng)車在家里就可以充電，加氫站的數(shù)量卻少得可憐，這使得燃料電池車遠(yuǎn)不如電動(dòng)車容易普及。

什么是燃料電池汽車

燃料電池汽車的主要特點(diǎn)在于，燃料電池系統(tǒng)替代了內(nèi)燃機(jī)，為汽車提供能量，而提供的能量并非直接是動(dòng)能，而是電能，電能通過電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)化為動(dòng)能驅(qū)動(dòng)車輛。首先含有氧氣的空氣從進(jìn)氣口進(jìn)入汽車內(nèi)部，高壓儲(chǔ)氫罐中的氫氣和進(jìn)入車體的氧氣同時(shí)被輸送到燃料電池堆棧的兩極，燃料電池通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生水和電流。電流被輸送到電機(jī)帶動(dòng)車輛前進(jìn)。生成的水則通過排水口排出。

被潑冷水的燃料電池未來如何？能否被新能源汽車所接受？

燃料電池汽車工作原理

燃料電池的工作原理很簡(jiǎn)單。燃料電池由陽極、電解質(zhì)和陰極三個(gè)相鄰的區(qū)段組成。在兩個(gè)相鄰的區(qū)段之間，會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)——?dú)錃庠陉枠O發(fā)生氧化反應(yīng)，氧氣在陰極發(fā)生還原反應(yīng)，從而消耗燃料，產(chǎn)生電流，帶動(dòng)負(fù)載在系統(tǒng)上的電氣設(shè)備，包括電動(dòng)機(jī)、車載設(shè)備和組件等。

被潑冷水的燃料電池未來如何？能否被新能源汽車所接受？

燃料電池工作原理

為了提供所需要的輸出能量，汽車上所使用的是燃料電池組合而成的燃料電池堆。燃料電池堆相比電動(dòng)汽車上的電池來說，重量上占有極大的優(yōu)勢(shì)。除此之外，由于自帶發(fā)電設(shè)備，燃料電池汽車不需要從電網(wǎng)中獲得電能，只需要在適當(dāng)時(shí)候補(bǔ)充燃料即可，因此也不存在電動(dòng)汽車的通病——里程焦慮癥。

氫燃料電池汽車成為我國汽車行業(yè)發(fā)展主流方向

2003年11月我國加入了“氫能經(jīng)濟(jì)國際合作伙伴（IPHE）”，成為其首批成員國之一，國家開始部署氫燃料汽車的研究規(guī)劃。我國已形成了一支由高等院校、中科院、能源公司、燃料電池公司、汽車制造企業(yè)等為主的從事氫能與燃料電池研究、開發(fā)與利用的專業(yè)隊(duì)伍。

2016年12月，國務(wù)院印發(fā)了《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，提出要系統(tǒng)推進(jìn)燃料電池汽車研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，到2020年，實(shí)現(xiàn)燃料電池汽車批量生產(chǎn)和規(guī)模化示范應(yīng)用。而按照《中國制造2025》規(guī)劃，到2020年，國內(nèi)生產(chǎn)1000輛燃料電池汽車并進(jìn)行示范運(yùn)行。

2017年起實(shí)施的新版新能源汽車財(cái)政補(bǔ)貼政策規(guī)定，各類車型分別設(shè)置中央和地方補(bǔ)貼上限，2019-2020年中央及地方補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)和上限在現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上退坡20%，但燃料電池車的補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)保持不變，這表明了國家對(duì)燃料電池車的大力支持。以上海為例，每輛燃料電池大中型客車國家補(bǔ)貼50萬人民幣，地方則補(bǔ)貼60萬人民幣。

目前我國已在國家戰(zhàn)略層面明確將氫能作為能源架構(gòu)中的一個(gè)重要組成部分，并將氫燃料電池汽車定位為我國汽車行業(yè)發(fā)展的主流方向之一。各地政府也紛紛加入，6月14日，廣東省發(fā)布《關(guān)于加快新能源汽車產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的意見》指出，為加快新能源汽車（包括純電動(dòng)汽車、氫燃料電池汽車和插電式混合動(dòng)力汽車等）產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展，廣東省將從新能源汽車充電、加氫基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展等方面進(jìn)行了指引，并取消對(duì)新能源汽車的限牌限行。這是繼上海、河南、海南等地之后，又一個(gè)明確提出推進(jìn)氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化的重要省份。

我國已經(jīng)初步掌握了燃料電池電堆及其關(guān)鍵材料、動(dòng)力系統(tǒng)、整車集成和氫能基礎(chǔ)設(shè)施的核心技術(shù)，基本建立了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)平臺(tái)，培育了一批從事燃料電池及關(guān)鍵零部件研發(fā)生產(chǎn)企業(yè)。不少于30家來自于汽車制造、傳統(tǒng)能源、電機(jī)電氣等多個(gè)行業(yè)的上市公司，已涉足加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施、燃料電池系統(tǒng)、整車制造等領(lǐng)域。

被潑冷水的燃料電池未來如何？能否被新能源汽車所接受？

氫燃料汽車兩大關(guān)鍵技術(shù)未解決權(quán)威專家稱不具備產(chǎn)業(yè)化條件

盡管國家層面和企業(yè)層面都對(duì)氫燃料汽車抱有很大希望，但一些專家似乎對(duì)此并不感到樂觀。“關(guān)鍵技術(shù)還沒解決，應(yīng)該回到實(shí)驗(yàn)室里繼續(xù)研究，在膜和催化劑這兩大關(guān)鍵問題沒解決前，呼吁發(fā)展氫燃料汽車是不合理的。”在日前北汽新能源舉辦的首屆“三里屯沙龍”上，清華大學(xué)汽車研究所所長(zhǎng)、博士生導(dǎo)師陳全世教授直言不諱地表示。

陳全世曾擔(dān)任中國汽車工程學(xué)會(huì)電動(dòng)汽車分會(huì)主任，全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化電動(dòng)汽車專業(yè)委員會(huì)顧問等職務(wù)，還曾承擔(dān)國家“863”電動(dòng)汽車專項(xiàng)中“燃料電池城市客車整車技術(shù)研究”課題，可以說是國內(nèi)最早一批研究新能源汽車的學(xué)者，對(duì)電動(dòng)車和氫燃料電池技術(shù)和產(chǎn)業(yè)研究頗深。早在1999年，清華大學(xué)汽車系開發(fā)出的我國第一輛氫燃料電池觀光車，就出自陳教授的研究團(tuán)隊(duì)。

作為國內(nèi)最早研究氫燃料電池汽車的專家，好不容易看到氫燃料電池汽車越來越火，陳教授為何要“潑冷水”呢？

主要是關(guān)鍵技術(shù)沒解決，不具備產(chǎn)業(yè)化的條件。“第一，目前全世界能夠商業(yè)化供應(yīng)氫燃料電池質(zhì)子交換膜材料的只有美國杜邦公司一家，日本的一家公司也能做，但是不對(duì)外銷售。第二，在目前技術(shù)條件下氫燃料電池的催化劑是鉑金。鉑金全世界產(chǎn)量很低且價(jià)格貴（大概是黃金的2倍），目前鉑金的全球產(chǎn)量是每年大概兩百多噸，60%以上是做首飾，20%左右是做工業(yè)催化劑。如果要普及燃料電池汽車鉑金的價(jià)格肯定會(huì)翻番上漲；而且鉑這個(gè)催化劑很嬌嫩，要求氫氣純度達(dá)到99.99%以上。另外，相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)體系也并不明確，國內(nèi)氫燃料電池有些技術(shù)指標(biāo)現(xiàn)在都不知道怎么去測(cè)。”陳全世說。

在陳全世看來，目前國內(nèi)的氫燃料電池同樣有些熱的過頭了，都熱衷于造車，而不是做基礎(chǔ)研究攻克關(guān)鍵技術(shù)。“現(xiàn)在國內(nèi)燃料電池研究挺熱，但據(jù)我所知，不少車企的燃料電池都是從加拿大買的，想從日本買但是買不到，加拿大目前也只有兩家公司能做燃料電池。加拿大是全球公認(rèn)燃料電池技術(shù)領(lǐng)先的國家之一，他們也沒有實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。兩大關(guān)鍵技術(shù)都沒解決，怎么做產(chǎn)業(yè)化？政府和車企應(yīng)該聯(lián)合大學(xué)等研究機(jī)構(gòu)，把膜、催化劑、極板等基礎(chǔ)問題解決了，而不是做多少輛車。”

在陳全世看來，加氫站的安全也是很重要的問題。豐田公司用的氫燃料電池汽車?yán)锸褂昧?0個(gè)兆帕壓力的儲(chǔ)氫罐，氫站加氫裝置的工作壓力是比這一數(shù)據(jù)高1.3倍左右，大概1000個(gè)大氣壓，這么大的壓力，加氫站萬一發(fā)生爆炸等事故怎么辦？安全問題需要慎重考慮。

陳全世并不認(rèn)為氫燃料電池技術(shù)是最終的技術(shù)解決方案，而是終極方案之一。事實(shí)上，燃料電池的發(fā)展離不開動(dòng)力電池技術(shù)。國際上已經(jīng)把燃料電池與蓄電池技術(shù)結(jié)合起來的技術(shù)方案，叫燃料電池增程式。

即便是開發(fā)燃料電池技術(shù)最為積極的車企豐田，去年也明確其新能源規(guī)劃，未來10-15年之后，混合動(dòng)力已經(jīng)成標(biāo)配時(shí)，再大力發(fā)展純電動(dòng)和氫燃料電池技術(shù)。“燃料電池技術(shù)不能替代純電動(dòng)技術(shù)，別被誤導(dǎo)了。”