在政策推動(dòng)下，車(chē)企正在加大對(duì)氫燃料電池汽車(chē)投入的熱情。
多年來(lái)，日本和韓國(guó)的汽車(chē)制造商一直在開(kāi)發(fā)和推動(dòng)氫燃料電池汽車(chē)。現(xiàn)代汽車(chē)集團(tuán)近日在氫之日“Hydrogen Wave”發(fā)布會(huì)上已提出，到2040年建立一個(gè)全球性的氫能社會(huì)。而德國(guó)近年來(lái)在氫燃料電池汽車(chē)領(lǐng)域的支持也讓寶馬和奧迪也加大了投入?；趯汃RX5升級(jí)打造的寶馬iX5 Hydrogen氫燃料電池車(chē)將在2022年實(shí)現(xiàn)小規(guī)模量產(chǎn)。奧迪則組建了研究氫燃料電池的團(tuán)隊(duì)，已經(jīng)制造了一些氫動(dòng)力原型車(chē)。
在中國(guó)市場(chǎng)，近幾年的政策拉動(dòng)在的一定程度上催熱了中國(guó)燃料電池車(chē)的發(fā)展。長(zhǎng)城汽車(chē)、上汽、吉利、廣汽等均在這一領(lǐng)域均有所布局。近日，財(cái)政部等五部門(mén)發(fā)布的《關(guān)于啟動(dòng)燃料電池汽車(chē)示范應(yīng)用工作的通知》明確指出，京、滬、粵三個(gè)城市群成為首批入選氫燃料電池汽車(chē)示范城市群的重點(diǎn)區(qū)域。若完成示范任務(wù)，每個(gè)城市群擬獎(jiǎng)勵(lì)金額最高18.7億元，共56.1億元，示范期暫定為四年。以北京為例，北京地區(qū)總目標(biāo)規(guī)劃是在2023年前建成37座加氫站，推廣燃料電池車(chē)輛3000輛，在2023~2025年前，再新增37座加氫站，累計(jì)推廣燃料電池車(chē)1萬(wàn)輛。
中國(guó)工程院院士衣寶廉在十七屆中國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展（泰達(dá)）國(guó)際論壇上表示，燃料電池有三個(gè)優(yōu)點(diǎn)：一是能量比較高；二是電堆和氫罐是分開(kāi)的，因此比較安全；三是在燃料電池續(xù)駛里程方面，加氫時(shí)間、駕駛的舒適型均可與燃油車(chē)媲美。
目前，韓系車(chē)和日系車(chē)由于布局較早走在前列。公開(kāi)數(shù)據(jù)顯示，現(xiàn)代汽車(chē)集團(tuán)氫燃料電池乘用車(chē)銷(xiāo)量在2020年占全球氫燃料電池乘用車(chē)市場(chǎng)的75%。截至2021年8月，現(xiàn)代汽車(chē)旗下的NEXO車(chē)型全球累計(jì)銷(xiāo)量已突破1.8萬(wàn)輛，是全球最暢銷(xiāo)氫燃料電池車(chē)。不過(guò)，這一數(shù)字在新能源汽車(chē)市場(chǎng)的占比依舊非常小。
現(xiàn)代汽車(chē)集團(tuán)正在研發(fā)的第三代氫燃料電池系統(tǒng)，其尺寸更小、輸出功率更高、價(jià)格更低。“第三代氫燃料電池針對(duì)乘用車(chē)領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)目標(biāo)是質(zhì)保達(dá)到50萬(wàn)公里，價(jià)格則比第二代氫燃料電池系統(tǒng)降低了50%以上。”現(xiàn)代汽車(chē)集團(tuán)會(huì)長(zhǎng)鄭義宣表示，這是實(shí)現(xiàn)2030年氫燃料電池車(chē)在價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力上媲美純電動(dòng)汽車(chē)目標(biāo)的關(guān)鍵因素。寶馬也預(yù)計(jì)在2030年左右將氫能汽車(chē)推向大眾市場(chǎng)，并時(shí)刻關(guān)注著歐洲和其他市場(chǎng)關(guān)于氫能源政策的變化。
不過(guò)，對(duì)于氫燃料電池在乘用車(chē)上的應(yīng)用，業(yè)內(nèi)仍然存在一定的爭(zhēng)議。這主要在于燃料電池商業(yè)化仍面臨較大挑戰(zhàn)。從國(guó)內(nèi)市場(chǎng)來(lái)看，衣寶廉認(rèn)為，一是目前燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)貴導(dǎo)致一輛燃料電池車(chē)的售價(jià)是燃油車(chē)的兩倍到三倍、是鋰離子電池車(chē)的1.5到2倍；二是加氫站建設(shè)費(fèi)用比較高，每個(gè)加氫站建設(shè)成本為1200萬(wàn)元到1500萬(wàn)元，同時(shí)在加氫站加氫的費(fèi)用也較高，達(dá)到60~80元，只有降到30元以下才能和燃油車(chē)競(jìng)爭(zhēng)，因此要實(shí)現(xiàn)無(wú)補(bǔ)貼的燃料電池商業(yè)化，必須大幅度降低燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的成本和氫氣成本，同時(shí)降低加氫站的建設(shè)費(fèi)用。
EVTank發(fā)布的《中國(guó)加氫站建設(shè)與運(yùn)營(yíng)行業(yè)發(fā)展白皮書(shū)（2021年）》顯示，截至2020年底，中國(guó)累計(jì)建成118座加氫站，在建/擬建為167座。加氫站成本依舊非常高昂，是等規(guī)模的傳統(tǒng)加油站投資費(fèi)用的三倍，主要由于目前國(guó)內(nèi)加氫站關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)口依賴還很高，國(guó)產(chǎn)替代亟需提速。此外，加氫站運(yùn)營(yíng)成本中氫氣成本占比最大，接近運(yùn)營(yíng)成本的70%，由于制氫和運(yùn)氫產(chǎn)業(yè)鏈條不夠成熟，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不大，導(dǎo)致氫氣價(jià)格居高不下，這為加氫站的建設(shè)和推廣帶來(lái)一定成本壓力。
而從燃料電池構(gòu)成的成本來(lái)看，電堆是其主要組成部分，其他材料包括石墨、聚合物膜、鋼等。過(guò)去，電堆中主要使用鉑金催化劑，但其資源稀缺且成本較高，隨著技術(shù)的進(jìn)步，鉑金催化劑的使用比例已有所降低。不過(guò)，與國(guó)際水平相比，國(guó)內(nèi)燃料電池成本依然較高。“燃料電池車(chē)所用的電堆是用鉑來(lái)做催化劑的，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)達(dá)到了每千瓦0.3克鉑，國(guó)際上達(dá)到了每千瓦0.2克鉑左右，要降到0.1克鉑以下才能實(shí)現(xiàn)燃料電池商業(yè)化。”衣寶廉表示。
從車(chē)企規(guī)劃上來(lái)看，2030年可能是一個(gè)關(guān)鍵的時(shí)間節(jié)點(diǎn)。同濟(jì)大學(xué)教授明平文在第三屆世界新能源汽車(chē)大會(huì)上也表示：“我們預(yù)測(cè)了不同規(guī)模下燃料電池電堆的成本，可以看到50萬(wàn)產(chǎn)量的時(shí)候成本降低非常大，希望通過(guò)規(guī)?；约皣?guó)產(chǎn)化推動(dòng)氫能以及燃料電池的整個(gè)應(yīng)用，希望在2030年綠氫成本能夠真正的被市場(chǎng)所接受。”
另一方面，國(guó)內(nèi)燃料電池在技術(shù)層面仍存在一些難點(diǎn)。“對(duì)于氫燃料電池，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)的制造工藝沒(méi)有大的問(wèn)題，但汽車(chē)供氫系統(tǒng)中的重要零部件車(chē)用氫氣瓶口閥依然被國(guó)外技術(shù)壟斷。此外，涉及燃料電池發(fā)電模塊的部分材料技術(shù)仍需要進(jìn)一步提升。”長(zhǎng)城汽車(chē)氫能技術(shù)中心負(fù)責(zé)人馬強(qiáng)在接受第一財(cái)經(jīng)記者采訪時(shí)表示。
在上海氫晨新能源科技有限公司總經(jīng)理易培云看來(lái)，燃料電池是串聯(lián)系統(tǒng)對(duì)可靠性要求非常高的，非常難控制。此外，大功率電堆設(shè)計(jì)需要通過(guò)多學(xué)科跨尺度的聯(lián)合仿真方法，這是電堆面臨的最大挑戰(zhàn)。試錯(cuò)成本很高，大部分需要靠計(jì)算，但計(jì)算很難。
