聯(lián)盟觀點
近期國家對于新能源汽車產(chǎn)業(yè)的支持力度不斷加強,新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策體系和市場預(yù)期逐漸穩(wěn)定。特別是隨著今年9月份減免購置稅政策的出臺,電動汽車逐漸成為汽車消費市場關(guān)注的熱點,開始走入普通消費者選車購車的視野。
在技術(shù)路線方面,《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012-2020)》明確提出以純電驅(qū)動作為新能源汽車發(fā)展的主要戰(zhàn)略取向,重點發(fā)展純電動汽車、插電式(含增程式)混合動力汽車和燃料電池汽車。在上述三種電動汽車技術(shù)類型中,燃料電池汽車由于技術(shù)成熟度不足,因此市場推廣應(yīng)用水平和消費者認(rèn)知程度都略遜于純電動汽車和插電式混合動力汽車。本文將從技術(shù)、市場、政策等方面對燃料電池汽車進行系統(tǒng)介紹,幫助讀者了解并熟悉燃料電池汽車。
1、 燃料電池汽車技術(shù)
燃料電池汽車是利用氫氣和空氣中的氧氣在燃料電池中發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的電能作為主要動力的汽車。燃料電池汽車實質(zhì)上是電動汽車的一種,在車身、動力傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等方面,燃料電池電動汽車與普通電動汽車基本相同,主要區(qū)別在于為驅(qū)動車輛行駛的電能來自燃料電池而非動力電池儲能系統(tǒng)。
與純電動車相比,氫燃料電池不僅清潔,而且重量輕、加氣速度快、續(xù)駛里程長,其在燃料加注和續(xù)駛里程方面可以達到接近于傳統(tǒng)燃油車輛的水平。目前奔馳公司研發(fā)的B級F-Cell燃料電池汽車,采用碳纖維氫氣罐三分鐘內(nèi)就可以加滿氣,加滿燃料后的續(xù)航里程可以達到400公里,百公里耗能相當(dāng)于3.3升汽油。
目前燃料電池汽車上使用的燃料電池系統(tǒng)主要是質(zhì)子交換膜燃料電池技術(shù)。一套完整的車用燃料電池發(fā)動機主要包括以下組成部分:
l 質(zhì)子交換膜燃料電池電堆
l 電堆控制和監(jiān)控單元
l 水、熱管理系統(tǒng),包括進氣系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、增濕系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等
l 輔助電池組
l DCDC變換器
l 供氫系統(tǒng)、儲氫罐及氫氣循環(huán)泵
2、燃料電池汽車的發(fā)展應(yīng)用狀況
目前燃料電池汽車發(fā)展雖然尚處于起步階段,但是這種高效、無噪音、零污染的車輛卻得到越來越多的國家和車企的重視。世界各大汽車強國都在制定各自的燃料電池汽車領(lǐng)發(fā)展戰(zhàn)略,通過啟動研究示范項目、創(chuàng)建聯(lián)合工作組織等方式,提高系統(tǒng)性能,加速燃料電池汽車的市場化進程。
l 美國
2002年初,美國政府提出了美國燃料電池汽車FreedomCAR協(xié)作計劃,由美國能源部與美國汽車研究理事會(USCAR)合作開發(fā)經(jīng)濟上可承受的氫燃料電池汽車技術(shù)及相關(guān)氫氣供應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)的合作研發(fā)項目。
2013年5月,美國能源部啟動了“氫能美國”項目(H2USA)。由聯(lián)邦政府和私企共同出資,目的是降低制氫和燃料電池技術(shù)的成本,為汽車制造商掃平加氫站建設(shè)的障礙,促進氫燃料電池汽車在全美的商業(yè)推廣。目前,H2USA的成員已經(jīng)由最初的12個增加到27個,其成員包括聯(lián)邦政府、汽車制造商、燃料電池和氫供應(yīng)商及零部件制造商、能源公司、制氫廠、FCHEA聯(lián)盟和相關(guān)國家實驗室。
除聯(lián)邦政府外,加利福尼亞、康乃迪克、夏威夷、俄亥俄、紐約、南卡羅萊納等美國地方州政府也都有各自的氫能與燃料電池的推進計劃。其中,加州的投入最為領(lǐng)先。
l 日本
2011年1月,日本13家車企和能源企業(yè)共同宣布,2015年開始燃料電池汽車的商業(yè)化。該計劃將在東京、名古屋、大阪、福岡四大城市區(qū)建成100座加氫站。2013年1月,日本振興戰(zhàn)略(Japan Revitalization Strategy)發(fā)布,正式確定了上述計劃。
2013年,日本三大車企分別與其它巨頭結(jié)盟,推進燃料電池汽車的商業(yè)化。如豐田與寶馬結(jié)盟,計劃于2015年燃料電池車(FCV)上市;日產(chǎn)與戴姆勒和福特結(jié)盟,計劃于2017年FCV量產(chǎn);本田與通用結(jié)盟,計劃于2015年FCV上市。
l 歐盟
歐盟已經(jīng)建立起涵蓋氫能、燃料電池及燃料電池汽車全產(chǎn)業(yè)鏈的完整發(fā)展體系。歐盟通過燃料電池和氫能聯(lián)合行動計劃(Fuel Cells and Hydrogen Joint Undertaking ,FCH JU)和清潔運輸技術(shù)和城市交通系統(tǒng)建設(shè)項目持續(xù)多年對燃料電池汽車的發(fā)展給予支持。
歐盟委員會在《歐盟氫和燃料電池技術(shù)平臺:戰(zhàn)略總覽》中將燃料電池汽車商業(yè)化過程劃分為四個階段:第一階段(-2010年)開展大規(guī)模、綜合性示范運行;第二階段(2010年-2012年)擴展示范項目的燃料供應(yīng)點;第三階段(2012-2015年)為燃料電池汽車進入歐洲主要汽車市場做準(zhǔn)備;第四階段(2015-2020年)逐步開始大規(guī)模進入市場。
總結(jié)燃料電池汽車在美國、日本、歐盟等國家和地區(qū)的開發(fā)應(yīng)用經(jīng)驗,燃料電池汽車大規(guī)模推廣應(yīng)用主要面臨著來自成本高、基礎(chǔ)設(shè)施配套不健全、關(guān)鍵零部件技術(shù)不成熟等因素的制約。
需要指出的是,目前以叉車為代表的物料搬運車輛成為燃料電池汽車應(yīng)用的一大亮點,以Plug Power為代表的燃料電池技術(shù)公司在燃料電池物料搬運車輛的組裝和銷售方面表現(xiàn)出良好的業(yè)績,以沃爾瑪、可口可樂公司、寶潔公司等企業(yè)為代表的大型零售企業(yè)開始大規(guī)模在在配送中心和倉庫中部署燃料電池叉車。CNESA將會對燃料電池汽車的發(fā)展和應(yīng)用狀況進行持續(xù)關(guān)注。