氢燃料汽车

发布时间: 2019-08-23 作者:汽车氪

8月1日,广东佛山。在淅淅沥沥的雨中,一辆标着氢燃料电池动力的公交车正驶进南海瑞晖加氢站准备加氢。然而,当它刚刚驶进站门,突然就停了下来——抛锚了。

 

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南海瑞晖加氢站是中国首座商业化加氢站。 摄影/林春挺

8月1日,广东佛山。在淅淅沥沥的雨中,一辆标着氢燃料电池动力的公交车正驶进南海瑞晖加氢站准备加氢。然而,当它刚刚驶进站门,突然就停了下来——抛锚了。

“不稳定,经常出问题。”一位氢燃料电池公交车司机对第一财经1℃记者说。1℃记者在调查中发现,类似的抛锚等现象,常常在这种国产新型“新能源”车身上出现,这背后,是该行业的“高歌猛进、大干快上”。

全国目前大约有20个省市在极力推广这种新型能源汽车。数据显示,截至2018年年底,全国共有氢燃料电池汽车2000多辆。按照行业预计,未来十几年的时间里,这个数量要增长1000倍。

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预计到2020年,中国氢燃料电池车辆将达到1万辆。 摄影/林春挺

1℃记者在调查中发现,为了搭上氢燃料电池汽车产业这艘“万亿元”级航空母舰,行业乱象此起彼伏,仅仅成立几年就宣称掌握氢能燃料电池核心技术、具有产业化能力的企业不在少数,甚至有的企业把燃油车直接改装成氢燃料电池汽车对外展示,以吸引政府、投资人和公众。

与美国、日本等国家相比,中国氢燃料电池汽车关键技术缺失、自主化程度不高、产业化不足等一系列问题,造成了车辆可靠性和耐久性较差的现状。这让部分业内人士颇感担忧。

“中国大规模发展燃料电池汽车,尚未经过严格的科学论证,产业链更不完备,仍需要认真准备,厚积薄发,而不是大干快上。”国家气候战略中心学术委员会主任李俊峰对1℃记者说。

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似曾相识的“氢能”竞赛

李岑(化名)是中国一家氢燃料电池汽车关键设备供应商的项目经理,8月2日,在接受1℃记者采访时,他刚刚从云南出差回来。在云南的那几天,他与一家汽车整车厂为一批即将上路的氢燃料电池汽车做前期的准备工作。

整个行业在提速。2018年5月以来,尤其是2019年氢能被写入政府工作报告,以及国家出台加大对氢能产业补贴政策的力度以后,全国各地开始加入一场发展氢燃料电池汽车产业的竞赛。

最近的例子有,《四川日报》8月1日报道称,成都最近印发的《成都市氢能产业发展规划(2019—2023年)》提出,到2023年,成都氢能产业力争实现主营业务收入超过500亿元,建设全国知名的氢能产业高端装备制造基地。

相比成都,“借助冬奥契机,建立清洁、低碳、安全、高效的能源体系”的河北省张家口市目标更高。6月12日,将在2022年举办冬奥会的张家口发布的《氢能张家口建设规划(2019—2035年)》提出,计划在2021年建成国内氢能一流城市,到2035年全市氢能及相关产业累计产值达到1700亿元。而2018年,张家口GDP是1536亿元。

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近日,张家口市引进的49辆氢燃料电池公交车和25辆氢燃料电池大客车投入运营,这标志着张家口市在河北省率先迈入氢能源时代。 新华社图

如今,“清洁、低碳、安全、高效”已经成为了氢能的标签,甚至有推崇者称,氢能将是21世纪的“终极能源”。

作为打通庞大而复杂的氢能产业的关键环节,氢燃料电池汽车似乎成了各地方政府拉动经济、调整能源结构的最佳选择。和佛山一样,在成都和张家口的马路上,就已经有一批氢燃料电池汽车在到处奔跑。

如今,全国至少有20个省市做出类似成都和张家口一样的氢能产业发展规划,而且形成华东、华中、华南、华北、东北、西南六个氢能和氢燃料电池汽车的产业群,涌现出像如皋、佛山、张家口、武汉等有代表性的一些城市。

行业甚至传出有关部门要发布“十城千辆”氢燃料电池汽车的推广计划。根据“计划”,包含北京、上海、成都、苏州、张家口等在内的十个城市将率先在2019年推广这种汽车。

“有这样的传闻,但目前还没看到相关文件。”某地方政府的一位负责氢能产业口的官员对1℃记者说。不过,他表示,这也符合现在氢能产业的发展预期。

由中国标准化研究院和全国氢能标准化技术委员会联合组织编著的《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书(2016)》预计,到2020年,中国氢燃料电池车辆将达到1万辆;到2030年,氢燃料电池车辆保有量将达到200万辆,占全国汽车总产量的比重约5%,届时,中国有望成为全球最大的燃料电池汽车市场,氢燃料电池汽车产业产值有望突破万亿元大关。

历史是相似的,“十城千辆”计划在10年前就出现在电动汽车中。2009年,科技部、财政部、发改委、工业和信息化部四部委共同发布了“十城千辆节能与新能源汽车示范推广应用工程”。该计划实施后,中国掀起了一场轰轰烈烈的新能源电动汽车竞赛。

能源巨头纷纷加入到这场“氢能”竞赛。这些巨头有国家能源集团、国家电投集团、中国石油、中国石化等能源央企。

1℃记者调查发现,一些与氢能几乎没有关系的企业也加入了这场造车运动,其中有不少上市公司:五龙集团(00729.HK)、雄韬股份(002733.SZ)、尤夫股份(002427.SZ)、超威集团(00095.HK)、先导智能(300450)、浩能科技、星云科技、凯恩股份(002012.SZ)、银隆新能源、新宙邦(300037)等,这些企业此前主营锂离子动力电池等业务。但如今,它们都将氢燃料电池当作公司未来的主营业务之一。

此外,来自专门研究氢能产业的香橙会研究院的数据显示,目前,全国氢能产业链的上市公司高达139个。

在氢燃料电池汽车行业浸淫多年的李岑发现,这两年来,不管是氢燃料电池汽车设备供应商,还是整车企业都在与时间赛跑。“我们匆匆忙忙地做出一个氢燃料电池汽车系统,车厂匆匆忙地进行组装。”他对1℃记者说,“说白了,有些企业就是抢着拿补贴。”

高补贴正成为氢燃料电池车商业化的重要推手。比如,2017年广州车展期间,有车企推出燃料电池宽体轻客车,官方指导价130万元,其中,国家补贴50万元、地方补贴50万元之后,终端售价仅需30万元,补贴高达77%。根据国家新能源汽车购车补贴政策,氢燃料电池汽车的补贴到2020年前不退坡。

赠补的“野鸡”企业与缺失的核心技术

李岑发现,目前中国的氢燃电池汽车整车厂,严格来说都是组装厂。“几乎没有一家整车厂有核心技术,很多都是临时性找供应商提供设备进行组装。”

一家正在进军氢燃料电池汽车整车业务的汽车企业高管就向1℃记者坦诚:“我们就是一家‘江湖’公司。”

1℃记者在中国裁判文书网输入“氢燃料电池汽车”等关键词时发现,有的氢能企业为了向外界展示自己拥有氢燃电池汽车的实力,甚至把燃油车改装成氢燃料电池汽车。

比如,2018年11月1日,中国裁判文书网公布的由江苏省昆山市人民法院审理的一起民事案件的判决书显示,“为了给政府、投资人展示氢燃料电池汽车技术,包括拍摄企业宣传片、《影响力人物》、参加北京国际车展等活动需要”,2016年,中氢公司(苏州中氢能源科技有限公司)找到了奥思源公司。根据双方签订的合同,奥思源公司需要帮助对方把一辆燃油车改装为氢燃电池汽车。

签订合同后,由于种种原因,中氢公司把奥思源公司告上了法院,此事也由此公之于众。资料显示,中氢公司总部位于昆山,主要从事“氢能及燃料电池动力系统的相关研发、推进氢能及燃料电池产业的转化与落地”的工作。

2015年才成立的中氢公司,其母公司为中氢集团,后者是在中氢公司的基础上成立起来的。目前,中氢集团在河北沧州、广东深圳都成立了氢能科技公司。1℃记者从该集团官网公布的消息中发现,中氢集团正在与河北、山西等地方政府和相关企业就氢能产业开展合作。

“在与我们合作的整车企业中,有一些是‘野鸡企业’。”另一名氢燃料电池汽车设备供应商高管这样对1℃记者说,“你无法知道,他们在组装过程中是否存在各种各样的问题。”

在以上受访者看来,这就是目前中国氢燃料电池汽车出现故障机率太高的重要原因之一。鱼龙混杂的现实背后,是核心技术的窘困与尴尬。

谈及目前国内氢燃料电池汽车的现状时,李岑向1℃记者直言,由该公司提供设备的氢燃料电池汽车,平均每个月有七成的车辆因为在路上抛锚等各种问题需要回厂返修。

“车辆出现故障很正常,但出故障的几率太高的时候就不正常了。故障几率太高,是国内氢燃料电池汽车的通病。”李岑说,有时候,一些氢燃料电池汽车在路上跑着跑着就不动了。

张锐明是广东泰罗斯汽车动力系统有限公司(下称“泰罗斯”)总经理,他在接受1℃记者采访时这样总结国内的氢燃料电池汽车:性能差、效率低、寿命短。

目前,氢燃料电池动力系统的核心技术,主要掌握在美国、加拿大和日本等少数国家的手中。氢燃料电池动力系统在氢燃料电池汽车的成本中,占比大约50%或更高。

就像张锐明所说的那样,中国氢能产业链的短板尤其明显。由上海智能新能源汽车科创功能平台今年编写的《长三角氢能与燃料电池汽车创新发展白皮书》显示,中国氢燃料电池领域核心技术仍未完全突破,部分核心零部件尚未产业化。

2017年,东风、福田、宇通等8家车企共生产1272辆氢燃料电池商用车。但清华大学氢燃料电池实验室主任王诚曾向媒体指出:“这1272辆车的催化剂大部分都是进口的,膜电极(膜材料)几乎是全部进口。”

“严格来说,中国氢燃料电池动力系统汽车的核心技术上,有九成的需要进口。”张锐明说,“越是核心的技术进口越贵。”

以膜材料未来为例,根据市场现状,1平方厘米的杜邦公司Nafion膜(全氟磺酸质子交换膜)价格几元甚至近十元,每一辆车需要平方米级别的膜材料。这意味着,仅膜材料这一个部件,一辆车就得摊上几万元甚至十几万元的成本。

这直接推高了整辆氢燃料电池汽车的造价。在国内,同样一款公交车,使用氢燃料电池的是燃油车的三至五倍。

在这样的现实环境下,氢燃料汽车制造商不得不依靠大量的补贴。高额补贴反过来成为一些企业不惜跨界,蜂拥而至的动力。

补贴“进口技术”和“组装车”意义不大

“把车做出来容易,但做电池实在太难了。”国家新能源汽车创新工程专家组组长王秉刚在接受1℃记者采访时说,“现在,我们不宜着急规模化生产,不宜到处上马。没有技术,光是把国外的进口技术引进来去组装成车,意义不大。”

由于此前中国在氢燃料电池汽车产业链上的投入太少,对产业化的前期研发工作也没有持续性的投入,导致国内氢燃料电池汽车“性能差、效率低、寿命短”,与美国、日本等国家还存在着巨大差距。

这种差距,主要表现在核心技术和产业化方面。以催化剂来说,张锐明告诉1℃记者,目前国内还没有一家企业可以做到批量化生产,以满足目前商业化的需求。

催化剂是燃料电池电堆(下称“电堆”)的关键材料之一,其作用是促进氢、氧的氧化还原过程。电堆位于燃料电池动力系统内部,是后者的核心设备。

氢燃料电池汽车主要有四大核心部件:燃料电池动力系统、高压储氢系统、主DCDC(即电平转换器)和电动机。其中,高压储氢系统储存高压氢气,燃料电池负责发电,主DCDC负责将燃料电池发出的电调整至汽车所需电压,电动机负责驱动车辆。

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氢能汽车车间。 摄影/林春挺

和催化剂一样,电堆里的膜材料、双极板等关键材料也存在同样的问题。比如,作为一种高分子材料,膜材料薄如蝉翼,是其制作过程异常复杂,对工艺、设备等基础工业技术要求极高。双极板对切割、成型、涂层、密封、焊接工艺水平等基础工业技术也有极高的要求。“只要其中任何一个环节出现问题,整个双极板就坏掉了。”张锐明说。

除此之外,在氢能燃料电池动力系统的其他领域,如空压机、加湿器、氢循环系统等,国内仅有部分实验性或小批量产品。

王秉刚的另一身份是科技部国家“863”计划电动汽车重大科技专项特聘专家,曾在20年前参与了中国氢燃料电池汽车研发的相关工作。

他向1℃记者表示,中国氢燃电池汽车在产业链和电池技术问题方面还“有很大的问题,与国外差得太远,国内的电堆研究目前还没有走出实验室”。因此,在技术尚未取得明显突破前,最好是在有条件的区域和车企进行试点。

李俊峰持有与王秉刚同样的观点。他向1℃记者表示,中国需要“吸取电动汽车的经验教训,部署2~3家企业,高起点起步,努力缩小与丰田的差距”。

李俊峰认为,中国现阶段并不需要大规模发展氢燃料电池汽车,因为燃油汽车在今后10~20年内还是汽车主流,此外电动汽车,尤其是小型轿车已经具备规模化生产的条件,燃料电池汽车与之竞争没有显著优势。如确需发展,必须掌握核心技术,建立自己完备的产业链,不能像传统汽车工业一样,全行业是洋品牌的“加工厂”。

如果核心技术一直这样掌握在别人手中,届时一旦被卡脖,成千上万辆氢燃料汽车集体趴窝的场景将是何等触目惊心。

王秉刚等受访者表示,国家出台的补贴政策,氢燃料电池汽车企业应该用来进行基础性研究,而不是着急地生产汽车。

在这方面,张锐明持有相同的观点。

张锐明是一名美籍华裔科学家,在美国的20余年间,他一直从事氢能燃料电池产品的开发,曾参与全球第一辆燃料电池巴士的开发。2016年,作为国际知名燃料电池专家的他,回国组建了泰罗斯。目前,该公司以研发具有自主知识产权的车用燃料电池动力系统为主。

在一些公开场合,常常有人这样问张锐明:“你从美国回来,你们泰罗斯正在干什么?”他的回答是:“不求快,不求新,不求多,不求抛头露面,只求慢慢地整合供应链,把产业链和技术做扎实。”

但现实中,张锐明说他自己做得太苦、太难了。“这需要很多时间,但不这样做,那就没有意义了。没有成熟的产业链和核心的技术,我们拿什么去跟外国人拼?”他说,“我一直相信,只要扎扎实实去做,假以时日,中国氢燃料电池汽车行业一定会起来的。”

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