近期,在氫燃料電池汽車(FCV)領域,有兩則重大新聞,都是關于我國在該領域取得的重大突破:中國地質大學(武漢)聯合東風揚子江汽車公司推出的「泰歌號」,首次使用液態(tài)氫作為能源;眾宇氫能技術(荊州)則填補了我國氫燃料電池動力系統(tǒng)的空白。
盡管中國與以日本為代表的技術領先的國家一樣,在FCV領域正不斷取得技術突破,然而我們必須正視的是,目前FCV在整個汽車市場中的比重極小:沒有大規(guī)模廠商參與研發(fā),加氫站僅在全球某些特定地區(qū)存在,市面上在售的FCV僅有3款,并只在特定地區(qū)發(fā)售。公眾對FCV可謂知之甚少。我們不禁要問,FCV真的會是新能源汽車的下一場革命嗎?
氫燃料電池汽車全球概覽
與電動汽車全球遍地開花的繁榮景象相比,FCV的存在感極低,目前僅有以日本、英國、美國、韓國等為代表的發(fā)達國家,在FCV的研發(fā)上投入資金,修建加氫站等基礎設施,并出臺優(yōu)惠政策,鼓勵消費者購買FCV。
日本不僅在氫能利用方面技術領先,并且計劃構建一個以氫能為主要能源的清潔城市;同樣的,日本在FCV的研發(fā)上,走在了世界前列。日本計劃到2020年東京奧運會開幕,修建的加氫站將形成一張網絡,覆蓋以東京、大阪為代表的城市帶。與此同時,日本政府正加大消費者購買FCV的補貼力度,并表示到2025年,將FCV的市場價格降至2萬美元。
歐洲方面,以英國、丹麥為代表的國家,正加快推進加氫站的建設。如今,丹麥已基本實現加氫站全覆蓋;英國、德國也在提高加氫站的資金投入和地域覆蓋。特別是英國,在政策上大力支持FCV,并計劃至2030年,生產、銷售160萬輛FCV。
美國加州地區(qū)是FCV的天堂。加州有許多氫能源公司,他們與豐田、本田合作,興建加氫站。我們以殼牌(Shell)公司為例,該公司的加氫站已覆蓋加州全境,FCV的用戶可使用信用卡便利支付,只要在加州境內,無需擔心加氫問題。
韓國是一支不可忽視的力量。盡管目前韓國加氫站數量屈指可數,FCV份額也不大,但韓國政府出臺了諸多鼓勵政策:不僅有占據FCV價格1/3的高額購車補貼,還計劃到2030年,全國加氫站數量由目前的10多座,增加至520座,基本實現韓國主要城市全覆蓋。此外,韓國著名的電池廠商LG化學和著名車企現代汽車,在氫燃料電池領域有很強的研發(fā)實力和國際競爭力。
我國FCV的發(fā)展還處于技術儲備階段,既沒有推向市場的FCV產品,也沒有實現商用的加氫站。在國家主推電動汽車的大環(huán)境下,有學者表示,「我國的FCV產業(yè)落后國外5-10年?!?/p>
氫燃料電池汽車與鋰電池電動汽車優(yōu)劣對比
一言以蔽之,FCV的最大劣勢在高昂的制造成本。盡管近幾年,隨著技術進步,FCV的價格已經從曾經的10多萬美元,降到現在的6-7萬美元;但我們也應看到,特斯拉、通用已經將高性能電動汽車的價格下探至3萬美元。
除開制造成本,FCV的優(yōu)勢相當明顯,甚至有人認為,「FCV才是未來汽車的終極形態(tài)?!沟谒哪茉凑J為,FCV最大的優(yōu)勢有如下三點。
一、補給時間短,直接加氫,一般只需3-5分鐘。電動汽車最快的充電方式為特斯拉的超級快充,最少也需1小時;而直接更換電池的補給方式,并未普及。
二、無二次污染。氫燃料電池主要的成分是氫,在使用壽命結束后,并不會對環(huán)境造成污染。鋰離子電池因含有重金屬鎳、鈷、砷等有毒污染物,所以必須要進行回收處理。
三、續(xù)航里程更遠。氫燃料電池儲能密度高,且重量輕,所以FCV的續(xù)航里程相較電動汽車,普遍更遠。市面上在售的FCV,續(xù)航里程均超過500公里,而電動汽車普遍集中在150-250公里,超過300公里的電動汽車僅有特斯拉、雪佛蘭為數不多的幾款產品。
此外,FCV在電池衰減、能效轉化、易維修程度等多方面,也同樣有著顯著優(yōu)勢。然而,上文已經提到,制約FCV發(fā)展的最大阻礙是其高昂的成本,它主要體現在以下兩個方面。
第一、加氫站修建成本高。特斯拉超級充電站修建成本約30萬美元,而加氫站成本往往高達100-200萬美元,這是因為液態(tài)氫的特殊屬性,加氫站的燃料箱需要特制,相關設備的成本極為高昂。
第二、氫燃料電池化學反應所需的催化劑成本高。氫燃料電池的催化劑一般使用鉑這種稀有貴金屬,鉑就是大家所熟知的白金。鉑不僅稀有,而且開采難度大,價格比黃金還高。
以上我們可以看出,除了成本略「貴」一點,FCV可謂全方位碾壓電動汽車。
氫燃料電池汽車代表車型
事實上,最早進行FCV研發(fā)的汽車公司并不是豐田、本田,而是美國通用汽車。早在1966年,通用就發(fā)布了世界第一臺FCV——雪佛蘭Electrovan。此后,通用陸續(xù)投入40億美元用于FCV的研發(fā),但始終無法解決FCV高企的成本這一難題。
然而,對于FCV這種具有明顯優(yōu)勢且能代表未來汽車形態(tài)的產品,車企們都不愿放棄,在市場上仍動作頻頻:作為FCV的鼻祖,通用出于市場策略,近年沒有推出相關產品,但該公司從未停止FCV的研發(fā),今年10月,通用將推出一款雪佛蘭科羅拉多FCV概念車;奧迪汽車在2014年11月洛杉磯車展上,推出了A7h-tronquattro概念車;寶馬汽車在2015年發(fā)布了基于i8和5系GT車型的FCV原型車,并宣布于2020年發(fā)布量產版;奔馳汽車此前就已推出過基于B系列的FCV,在今年6月,該公司表示將于2017年推出新款FCV版GLC;盡管福特汽車近年沒有推出FCV產品,然而在今年8月,該公司獲得了美國能源部提供的600萬美元研發(fā)資金,用于加快FCV的研發(fā)。
目前市面上能買到的FCV僅有3款,分別是豐田Mirai、本田Clarity、現代ix35FC。這些車只在加氫站修建相對完善的區(qū)域發(fā)售,這意味著消費者在大陸無法買到其中任何一臺FCV。
Mirai在日本語的意思是「未來」,它代表了豐田在FCV領域的態(tài)度。與特斯拉發(fā)展路徑截然不同的是,豐田從未推出過純電動汽車產品,而是主推混合動力,并默默在FCV上發(fā)力。自1992年,豐田便已開始FCV的研發(fā),20多年來,豐田在該領域已積累了多達5000項專利。
Mirai無疑是豐田FCV的集大成者。2014年11月,量產版Miran問世,不到6萬美元的售價,而特斯拉ModelS和ModelX售價都在10萬美元以上。Mirai續(xù)航里程高達500公里,碾壓一眾電動汽車。
在今年3月的紐約國際車展上,Mirai獲得了2016年度「世界綠色汽車獎」。目前,Mirai已經在日本、美國、德國、英國、丹麥等地區(qū)發(fā)售,2015年年銷量為700臺,2016年預計年銷量將達到2000臺。
在FCV領域,本田的名氣要比日本同行豐田要小得多,然而,這并不妨礙本田在該領域所表現出的雄厚實力。
早在2008年,本田就推出了FCXClarity,獲得了2008年日本「好設計獎」和2009年度「世界綠色汽車獎」。2014年7月,本田宣布停產FCXClarity,并推出新款Clarity。
新版Clarity基于老款FCXClarity打造,在續(xù)航上有了很大提升,由此前的372公里提升至482公里。此外,燃料電池體積也縮減了33%,這使得新版Clarity的車身更加緊湊。該車售價為67000美元,略高于豐田Miran。
2013年2月,現代ix35FC從韓國第二大城市釜山步下生產線,該車成為世界第一臺量產版FCV。
現代汽車在FCV領域已有超過15年研發(fā)歷史。早在2001年,該公司就已推出旗下第一款FCV,此后,經過不斷更新、迭代,目前的ix35FC為其第四代產品。
ix35FC是一款SUV產品,根據現代旗下ix35車型而來,其體積能容納更大氫燃料箱,使其續(xù)航里程高達594公里。該車售價57000美元起,高配版本為77000美元。
氫燃料電池汽車的未來究竟什么時候來?
豐田已向汽車同行們開放了自己手上的5000多項專利,希望更多的車企能夠加入FCV陣營,而這也是特斯拉此前使用的伎倆:在成本高企的初創(chuàng)階段,企業(yè)要想在某一產品上擴大影響力,必須聯合陣營里其他成員,共同開發(fā),以通過規(guī)模效應縮減成本。
目前來看,特斯拉無疑大獲成功,它將電動汽車成功帶入消費者視野。第四能源此前報道過,美國已有超過一半的年輕人,意欲購買電動汽車。并且,電動汽車從10萬美元的高價,已下探至足以撬動市場格局的3萬美元。
可以想見的是,一旦豐田的市場策略奏效,FCV的發(fā)展路徑將與當初鋰離子電動汽車的發(fā)展一樣:參與的廠商不斷增多,加氫站逐漸普及,FCV價格逐年大幅下降。到時,FCV必將與以特斯拉為代表的電動汽車陣營展開激烈競爭。
對于FCV的未來,存在著兩種截然相對的觀點。支持者認為它代表了新能源汽車的方向,將成為電動汽車的有力競爭者。德國交通部長AlexanderDobrindt在一次汽車論壇上對FCV做出了高度評價,「我們正處于人類汽車史上最偉大的變革之中,而氫燃料電池將是這場變革的關鍵因素。」美國知名市場調查機構InformationTrends極大看好FCV的發(fā)展。該公司近期發(fā)布了《全球FCV市場報告》,報告預測:到2020年,加氫基礎設施在全球幾個代表地區(qū)將逐漸完善,會有力提升FCV的市場份額;到2032年,全球FCV銷量將超過2000萬輛,產業(yè)規(guī)模價值將達到1.2萬億美元;到2050年,FCV將是汽車市場增長最快的板塊。
而反對者則認為,FCV無法解決其成本問題,將長期處于小眾地位。特斯拉CEO埃隆·馬斯克曾多次面對媒體,公開表示「FCV沒有勝算」,并嘲笑「燃料電池(FuelCell)是愚蠢電池(FoolCell)」,還譏諷FCV是「騙人的把戲」。汽車市場調查公司IHSAutomotive也認為,與電動汽車相比,FCV不會有大的發(fā)展。到2027年,FCV的年產量將會在7萬輛,與此相對的是,純電動汽車的產量則會保持在900萬輛,兩者份額懸殊。
結語
在第四能源看來,FCV的前途是光明的。我們積極、樂觀地擁抱一切新技術,更不用說,FCV除了成本不占優(yōu)勢,其他方面均展現出優(yōu)于電動汽車的特點。隨著時間的推移,技術的不斷進步,參與廠商的增多,加氫站基礎設施的完善,FCV的成本終將降至足以引爆市場。
并且,隨著太陽能、風能產業(yè)的高速發(fā)展,當下儲能產業(yè)無法跟上腳步,多余的電能可通過電解水的方式,用于制造氫能源。能源產業(yè)的聯動,將有助于FCV進一步縮減成本。
所以,我們認為,隨著生產成本的不斷降低,以豐田Miran為代表的FCV,將以其諸多優(yōu)勢,給特斯拉們沉重的一擊。