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氢燃料汽车抛锚背后:掌握核心技术的企业太少

作者:中国储能电站网 来源:第一财经 时间:2019-09-10 浏览:

中国储能电站网讯: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透露。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。

据调查,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表示。

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,在接受采访时,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。

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。

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说。不过,他表示,这也符合现在氢能产业的发展预期。

在氢燃料电池汽车行业多年的李岑发现,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。说白了,有些企业就是抢着拿补贴。”

广东泰罗斯汽车动力系统有限公司(下称“泰罗斯”)总经理张锐明表示,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。

“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。

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。

俊峰持有与王秉刚同样的观点。他表示,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。  

关键字:氢燃料电池车

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