氢燃料电池地铁商业化高不可攀

在氢燃料电池客车的研发上,国内科研机构及制造企业一直在探索,在近十年的开发和研究中,我国氢燃料电池客车取得了长足进步。从不久前宇通推出全新一代氢燃料电池客车,到福田欧辉客车获得100辆氢燃料电池客车的订单,再到28辆氢燃料客车将在广东佛山、云浮示范运营。这些消息似乎预示着氢燃料电池客车很快就会步入商业化运营。那么,国内氢燃料客车商业化会在近期实现吗?业内专家认为,许多关键技术仍有缺失,规模化商业生产还有很长的路要走。
■ 生产成本高昂 配套设施不完善
“与纯电动客车相比,氢燃料电池客车不再受限于续驶里程,能源补给时间大大缩短,车身自重甚至可轻于传统客车,但高额的成本是燃料电池客车商业化的最大瓶颈。”重庆交通大学公共交通学者王健向记者表示,业内公认影响燃料电池客车发展的最大因素,便是居高不下的成本。使用昂贵的质子交换膜、用贵金属铂作为催化剂,以及石墨双极板较高的加工成本,都导致氢燃料电池客车的成本和售价远高于普通燃油客车和纯电动客车,影响了商业化进程。
“氢燃料客车相关配套设施建设跟不上,也是导致其发展缓慢的原因之一。”王健告诉记者,氢能源汽车的推广程度不高,据统计,目前全球已建成并投入使用的加氢站仅214座,而国内仅北京、上海、郑州三座城市拥有加氢站。
王健认为,加氢站是燃料电池客车发展最大的制约因素。作为必要的配套设施,加氢站的分布决定了燃料电池汽车生产后能否投入使用。况且在建设成本上,加氢站的费用也远比建充电桩高。
对此,清华大学教授陈全世表示,目前国内加氢站想要降低成本,自主研发设备必不可少。他认为,氢燃料电池对交换膜的要求很高,技术不够成熟,还不具备产业化生产的条件。另外,催化剂使用的铂金成本也很昂贵,而且在使用中可能会产生有害气体。
除此之外,推广还面临其他一些问题。王健向记者表示,我国在扶持氢能产业方面的政策缺乏延续性,一些有意于氢燃料电池汽车研发的企业处于观望状态。在相关法律法规、测试标准上,缺乏完整的体系。尤其是车用燃料电池发动机测试标准、高压容器生产与集成的法规和标准、加氢站建设的标准仍不够完善。
值得庆幸的是,就燃料电池而言,我国已在《中国制造2025》中提出,到2020年,实现燃料电池关键材料批量化生产的质量控制和保证能力;到2025年,制氢、加氢等配套基础设施基本完善,燃料电池汽车实现区域小规模运行。
■ 关键技术缺失 燃料电池仍需进口
氢燃料电池客车无论是在环保方面的零污染,还是其加氢时间短以及超长续驶里程,都是传统能源客车、纯电动客车、插电式混合动力客车所不能及的。即便如此,氢燃料电池客车的发展仍然很缓慢。
对此,陈全世表示,关键技术缺失以及核心零部件不能自主研发,是制约我国氢燃料电池客车发展的主要原因。“就拿氢燃料电池来说,目前国内没有任何一家企业具备氢燃料电池生产的资质,氢燃料电池一般都是采购国外产品然后再进行安装,我们在核心零部件技术上与国外企业还有差距。”陈全世分析,氢燃料电池客车目前还停留在示范运行的阶段,国内氢燃料电池的可靠性和耐久性达不到商业化推广应用的要求,关键技术没有得到突破,生产成本较高。他认为,需要先引进氢燃料电池技术,通过消化吸收转化为自主技术,提升氢燃料电池系统的可靠性、耐久性和环境适应能力。氢气的制备、存储、运输和加注,全产业链的开发,需要调动国内大型能源企业和装备制造企业参与,共建基础设施。
宇通客车拥有多年研发氢燃料电池客车的经验,该企业燃料电池技术负责人认为,电池系统开发成本高、可靠性和耐久性低、核心材料及零部件依赖进口,都是掣肘氢燃料电池客车发展的重要因素。
中通客车文化品牌部部长李笃生表示,氢燃料电池客车是代表着新能源未来发展趋势的前沿科技,是新能源客车发展的方向,但在氢的提炼、存放等关键技术上,有待进一步研究。
“在制氢、氢气运输,以及燃料电池相关组件的技术方面,国内企业与国外同行存在不小的差距。”陈全世补充说,主要涉及制氢技术、氢气罐、氢燃料电池系统、电机、电控系统等核心技术,还包括加氢站现场储氢、高压阀及传送管道的生产等产业链上游的氢能供应链,核心技术电堆的研发供应等方面,相关企业仍需提高自身的研发创新能力,努力追赶国外同行。
■ 市场处于萌芽阶段 商业化需假以时日
“从目前的情况看,燃料电池现在还不具备产业化能力,我不建议企业大量参与,而是要由研发机构去做关键试验研究。”陈全世向记者表示,虽然市场对氢能源汽车有相当高的期待,但从氢能源的生产、运输、储存、使用便捷性上看,目前还不具备锂电池汽车那样的成本优势和使用条件。
“国内整车厂不具备氢燃料电池生产的资质,搞一些示范运营还行。没有核心技术如何产业化?”陈全世认为,从电池购置、车辆购置、能源使用、维护保养成本的替代经济性上分析,氢动力电池的四项成本均高于内燃机客车,还不具备大规模替代的基础,而锂电池成本在后三项上低于内燃机客车,且具有明确的成本下降通道,具备替代内燃机客车的条件。“早在2006年的时候,氢燃料电池公交客车就在北京开始示范运营,但坚持了一年半的时间,因为运营过程中问题重重,最后不了了之。”陈全世补充道。
“目前我国氢能源利用处于发展初期阶段,在技术、相关政策和产业环境等方面都存在很大挑战。因此,真正促进氢能和燃料电池的发展需要通过技术、产业、市场政策的共同推动和努力。”王健说,虽然国内在氢燃料电池电动客车领域有了一定成绩,但其市场成熟度相较燃油客车、混合动力客车乃至纯电动客车仍有很大差距,全面商业化还需时间与市场的磨砺。