新能源汽車的未來是純電動車與燃料電池車共存？

我國的純電動車在世界范圍，不論是市場還是技術(shù)都處于領(lǐng)先位置，且從能源戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型和交通合理性等方面來看，堅(jiān)持以純電驅(qū)動為發(fā)展重點(diǎn)是符合國情的正確選擇。

最近，據(jù)新華社消息，***總理在訪日期間前往北海道，參觀了豐田的氫燃料電池車“Mirai”。***詢問了Mirai的續(xù)航里程等方面問題。從這個新聞我們可以發(fā)現(xiàn)，總理對新能源汽車的發(fā)展十分關(guān)注。

這也在產(chǎn)業(yè)內(nèi)外掀起了一波關(guān)于氫燃料電池汽車發(fā)展的熱議，更有通過微博表達(dá)出對我國電動汽車著力純電動技術(shù)路線的懷疑。對此，中國科學(xué)院院士、國家“新能源汽車”重點(diǎn)科技專項(xiàng)總體專家組組長、清華大學(xué)教授歐陽明高在接受《中國科學(xué)報(bào)》記者采訪時表示，“中國新能源汽車技術(shù)路線與日本豐田有所不同。就氫燃料電池這條線來看，我國的氫燃料電池商用車同樣處于世界領(lǐng)先水平，乘用車確實(shí)有差距，但這也與我國電動車的戰(zhàn)略側(cè)重點(diǎn)有關(guān)。”

“我國的純電動車在世界范圍，不論是市場還是技術(shù)都處于領(lǐng)先位置，且從能源戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型和交通合理性等方面來看，堅(jiān)持以純電驅(qū)動為發(fā)展重點(diǎn)是符合國情的正確選擇。”歐陽明高表示，我們不必扔掉產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢、改換路線，更不能僅憑別人秀出的某項(xiàng)領(lǐng)先技術(shù)就否定自己。

燃料電池產(chǎn)業(yè)化整體滯后純電動5年以上？

中國新能源汽車的技術(shù)路線，經(jīng)過多年的總結(jié)，2012年確立了純電驅(qū)動戰(zhàn)略。而作為新能源汽車主要技術(shù)路徑之一，氫燃料電池汽車在《國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略綱要》《中國制造2025》《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》等重要戰(zhàn)略綱要中，均被確認(rèn)要大力發(fā)展。

“從新能源汽車的技術(shù)路線圖來看，氫燃料電池車的應(yīng)用時間表和路線圖，比純電動汽車至少晚5年以上。”《電動汽車觀察家》總編輯邱鍇俊對記者表示，不同于目前純電動車銷售的火熱，我國的氫燃料電池車有望在2020年左右開始大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。

日本豐田的氫燃料電池車之所以能夠獲得在總理面前展示的機(jī)會，歐陽明高認(rèn)為，是因?yàn)樽鳛橐粋€汽車強(qiáng)國，日本花了20年時間投入其中，取得成績也順理成章。

“最先進(jìn)的氫燃料電池堆能量密度已經(jīng)達(dá)到3千瓦/升；一般燃料電池客車電池堆壽命已經(jīng)能達(dá)到1萬~2萬小時，乘用車達(dá)到4000~5000小時；催化劑用到的鉑金，也從原來的1千瓦用1克下降到僅需0.2克以下，大大降低了燃料電池成本?！鼻皴|俊總結(jié)氫燃料電池技術(shù)進(jìn)展時表示。

提到氫燃料電池車的應(yīng)用，歐陽明高向記者解釋稱，我國燃料電池商用車的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化水平與豐田并沒有差距。相反，無論是續(xù)航里程、百公里氫耗還是價格，我國的燃料電動車都比豐田車更有優(yōu)勢。

事實(shí)上，去年4月，5臺福田歐輝燃料電池大巴，就在北京海淀上莊區(qū)域進(jìn)行商業(yè)化運(yùn)營。此后300余臺兩個型號的燃料電池大巴也在2017年陸續(xù)交付運(yùn)營。有媒體稱，相對于其他品牌的燃料電池大巴“接二連三”十幾臺、幾十臺規(guī)模的所謂“商業(yè)運(yùn)營”，此次北汽福田300余臺兩個型號的燃料電池大巴的交付合同，才稱得上全球首家商業(yè)化運(yùn)營的燃料電池大巴項(xiàng)目。

根據(jù)相關(guān)規(guī)劃，2020年，我國燃料電池汽車示范規(guī)模累計(jì)達(dá)到5000~1萬輛，商用車占主體，加氫站超過100座。2030年，燃料電池汽車?yán)塾?jì)推廣100萬輛，加氫站超過1000座。

續(xù)駛里程500公里以內(nèi)的乘用車

氫燃料電池相比鋰離子電池沒有優(yōu)勢

“乘用車領(lǐng)域，燃料電池技術(shù)的確出現(xiàn)了較大突破，但是與之相關(guān)的產(chǎn)業(yè)鏈上游——?dú)淙剂霞夹g(shù)還不太理想?！睔W陽明高坦言，先進(jìn)的乘用車燃料電池技術(shù)仍要面臨氫能技術(shù)的瓶頸制約。例如，車載儲氫的氫瓶成本還很高， 儲存一公斤氫的乘用車氫瓶需要約1000美元。氫需要很大的壓力來壓縮，氫瓶壓力一般可以達(dá)到700個大氣壓，因此，瓶子既要輕便又要保證強(qiáng)度。鋁合金與高強(qiáng)度碳纖維材料的組合，導(dǎo)致氫瓶成本居高不下。

氫瓶之外，氫的制取、運(yùn)輸、儲藏以及加氫站的成本與效率等，也是氫燃料電池不能迅速推廣應(yīng)用的原因。

氫氣的密度小，要儲存足夠的氫燃料需要更先進(jìn)的容器和介質(zhì)。氫瓶壓強(qiáng)35兆帕、臨界溫度40K的中壓深冷壓縮氫氣技術(shù)被認(rèn)為是儲氫比較理想的方式，能保證高的儲氫密度，又沒有太大的能量損失?！邦A(yù)計(jì)2025年可以實(shí)現(xiàn)氫氣儲存的理想狀態(tài)，屆時氫氣成本有望降到40元/公斤?！睔W陽明高說。

“即使目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，燃料電池乘用車跟純電動乘用車比較，在續(xù)駛里程500公里以內(nèi)仍然不具備優(yōu)勢?！睔W陽明高給記者算了一筆賬，純電動車行駛100公里，消耗20度電，利用可再生能源發(fā)電的波谷電價，公路充電站2元每度電，百公里消費(fèi)40元，與氫燃料價格持平。但是對于純電動汽車，百公里40元燃料費(fèi)是比較高的消費(fèi)，而氫燃料的40元還未考慮長距離運(yùn)輸，是比較低的測算，因此，“電費(fèi)一定比氫燃料的費(fèi)用低，且車越小、行駛次數(shù)越少、單程越短，氫燃料電池乘用車越?jīng)]有優(yōu)勢”。氫燃料電池要具備優(yōu)勢必須應(yīng)用于長距離行駛的大型商用車以及其它大型移動和固定發(fā)電裝置，也即燃料電池更適合取代柴油機(jī)而不是汽油機(jī)。

針對加氫站跟不上車輛發(fā)展的現(xiàn)狀，宇通客車公交新能源部負(fù)責(zé)人李進(jìn)建議，可以建立“加油加氫加氣和充電四合一站”，“合建在技術(shù)上沒有問題，只是需要大一些的場地，滿足加氫站法規(guī)安全間距要求。2020年之前應(yīng)該會出現(xiàn)示范項(xiàng)目”。

微電網(wǎng)更離不開純電動汽車

純電動是我國新能源乘用車的主流方案，燃料電池車不太可能取代純電動車的地位。歐陽明高表示，從城市間短途行駛的乘用車，到長距離運(yùn)送乘客的高鐵，再到農(nóng)村的兩輪車、三輪車，我們有大量純電動技術(shù)積累和優(yōu)勢，從交通出行合理性來看，也應(yīng)將純電動作為主流方案。

提到兩者的關(guān)系，歐陽明高表示，最有可能的是兩者共存，“至少到2030年，乘用車領(lǐng)域可能純電動更占主導(dǎo)，商用車領(lǐng)域燃料電池車會更多”。

“這幾年我們的光伏年發(fā)電量增長非常快，無論是技術(shù)、產(chǎn)業(yè)還是應(yīng)用，都在世界上占有優(yōu)勢地位，這也是中國優(yōu)勢的一個非常具體的體現(xiàn)。尤其是光伏產(chǎn)業(yè)可以和新能源汽車產(chǎn)業(yè)結(jié)合，構(gòu)成一個更大的產(chǎn)業(yè)?！睔W陽明高表示，

“現(xiàn)在我們新能源汽車所用的電可能還有煤電，從能源戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型角度，未來光伏發(fā)電就會占有更多比重，甚至全部使用光伏發(fā)電?！睔W陽明高告訴記者，光伏需要新能源汽車來儲能，而新能源汽車也需要清潔的可再生能源。

分布式光伏、儲能電池、氫燃料、純電動汽車、氫燃料電池汽車等環(huán)節(jié)將會組成一個個獨(dú)立的用能源互聯(lián)網(wǎng)相連的微電網(wǎng)氫—電能源系統(tǒng)。連接大電網(wǎng)的話只要電池儲能就可以，不連接大電網(wǎng)則需要燃料電池作為備用電源。

“無論如何，未來的交通體系、智能化體系、可再生能源都離不開純電動車。通過能源互聯(lián)網(wǎng)，電動汽車既是用能終端，也向能源系統(tǒng)回饋能源，而這一設(shè)想將在2030~2035年間基本成型?！睔W陽明高說。