作為新能源汽車發(fā)展的另一種技術(shù)路線,燃料電池車在我國一直處于一種不溫不火的狀態(tài)。近期,一些國際汽車巨頭在燃料電池車領(lǐng)域卻動作頻繁。據(jù)悉,奧迪或?qū)⒃谙聜€月舉辦的2016年底特律車展上推出一款氫燃料電池SUV概念車,豐田、現(xiàn)代此前均表示將于2015年商業(yè)化燃料電池汽車。豐田、現(xiàn)代、本田、奧迪等汽車巨頭集中發(fā)力燃料電池汽車,必將在資本市場掀起一波燃料電池?zé)岢保剂想姵鼗驅(qū)⒂瓉戆l(fā)展機遇。
汽車巨頭布局燃料電池
根據(jù)外媒報道,奧迪或?qū)⒃谙聜€月舉辦的2016年底特律車展上推出一款氫燃料電池SUV概念車,整體外觀與e-tron相似,最大的區(qū)別在于動力方式的不同,而參考e-tron的命名方式,這款氫燃料電池車的名稱或?qū)閔-tron。
在氫燃料電池汽車領(lǐng)域,奧迪其實之前也有過不少嘗試,比如在2014年洛杉磯車展上展出的氫燃料電池版A7 h-tron概念車。這款A(yù)7前后軸上各安裝有一個電動機,并且內(nèi)置的鋰離子電池還能通過充電口充電,來作為氫燃料的補充。
與近幾年蓬勃發(fā)展的電動汽車相比,雖然氫燃料電池汽車的關(guān)注度不如前者,但其實市面上已經(jīng)有一些氫燃料電池車型了,比如現(xiàn)代氫燃料電池版TuCson、豐田Mirai以及本田將于明年正式推出的氫燃料電池版Clarity。當(dāng)然,氫燃料電池車如果想要進(jìn)一步發(fā)展的話,燃料銷售網(wǎng)絡(luò)的問題還需要得到進(jìn)一步的解決。
美日歐等發(fā)達(dá)國家大多已完成燃料電池汽車基本性能的研發(fā)階段,解決了若干關(guān)鍵技術(shù)問題。全球燃料電池汽車巨頭豐田宣布,在2020年底之前的市場導(dǎo)入初期,將無償提供其獨有的包括燃料電池組、高壓儲氫罐、燃料電池控制系統(tǒng)等在內(nèi)的燃料電池相關(guān)專利使用權(quán),共計5680項,2015東京車展上,本田也正式發(fā)布了旗下氫燃料電池車型FCV的量產(chǎn)版車型Clarity。
燃料電池關(guān)注度將升溫
燃料電池是一項綠色、高效、適用性廣的發(fā)電技術(shù)。燃料電池與傳統(tǒng)發(fā)電方式相比,不受卡諾循環(huán)限制,因此能量轉(zhuǎn)換效率高,而且具備零排放、無污染、噪聲低等優(yōu)點,在交通工具領(lǐng)域被視為新能源汽車的終極綠色解決方案。目前主流產(chǎn)品有質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)和固體氧化物燃料電池(OFC)三類,可以廣泛應(yīng)用于交通運輸、軍事、航空等領(lǐng)域。
相關(guān)分析認(rèn)為,燃料電池整車成本從2005年之前的100萬美元降到現(xiàn)在的5-10萬美元,加上購買時的政府補貼,與純電動車差距不大。作為催化劑的貴金屬鉑的Pt當(dāng)量(g/kW)已經(jīng)從最早的80g降低到目前的10g左右,達(dá)到傳統(tǒng)汽油機三效催化器的鉑金用量水平,而豐田、通用研發(fā)的燃料電池已經(jīng)可以將Pt當(dāng)量降至0.25-0.3g。2015年美國燃料電池公共汽車的使用壽命已達(dá)到2萬小時到3萬小時,車輛的性能達(dá)到傳統(tǒng)柴油客車的水平,實現(xiàn)每天19h的運行和出勤率。日本豐田公司的燃料電池汽車的壽命達(dá)到25年,達(dá)到內(nèi)燃機汽車的同等水平。
豐田、現(xiàn)代、本田等車企的燃料電池汽車商業(yè)化必將在資本市場掀起一波燃料電池?zé)岢?。鑒于新能源汽車前景廣闊,氫燃料電池在中小功率領(lǐng)域的應(yīng)用具備快速商業(yè)化潛能,市場容量有望達(dá)到千億美元量級。
新催化劑將助推燃料電池車發(fā)展
最近,中科大設(shè)計出具有原子精度殼層結(jié)構(gòu)的助催化劑,在降低貴金屬鉑助催化劑用量的同時,大幅度提高光解水制氫性能,據(jù)介紹,該設(shè)計以相對廉價的鈀內(nèi)核替代了金屬鉑,使材料成本降低了1/3以上。
此次中科大設(shè)計出的新型鈀-鉑核殼結(jié)構(gòu)助催化劑,無需使用成本高昂的原子層沉積技術(shù)即可生長少數(shù)原子層厚度的金屬殼層?;谠摷夹g(shù),光解水制氫效率與無助催化劑的半導(dǎo)體光催化劑相比提高了322倍,比傳統(tǒng)純鉑助催化劑的半導(dǎo)體光催化劑體系提高8.2倍。同時,該設(shè)計以相對廉價的鈀內(nèi)核替代了金屬鉑,使材料成本大幅降低。未來,這項技術(shù)將有效降低制氫成本,助推燃料電池車發(fā)展。
商業(yè)模式制約燃料電池車市場化
據(jù)了解,在燃料電池汽車實際推廣過程中,最主要的制約因素就是商業(yè)模式,適合燃料電池汽車推廣的商業(yè)模式不清晰。參考燃油汽車模式(個人消費為主,平臺租賃為輔),還是純電動汽車模式(平臺租賃為主,個人消費為輔)尚無定論,還在摸索中。
當(dāng)然,靠國家補貼和項目推廣,也是一種方式,但那畢竟不是真正的商業(yè)模式,不是長久之計,無法持續(xù)。畢竟只有行業(yè)和企業(yè)最終接盤,才有可能真正實現(xiàn)燃料電池汽車的商業(yè)化推廣。
現(xiàn)階段商業(yè)模式不清晰,導(dǎo)致國內(nèi)大的整車企業(yè)和能源企業(yè)都無法下定決心真正推廣燃料電池汽車,大多持觀望態(tài)度,或僅僅只是參與相關(guān)項目的推廣應(yīng)用,保持行業(yè)發(fā)展跟蹤的態(tài)勢。行業(yè)的發(fā)展得不到足夠多的資源和資金支持,導(dǎo)致技術(shù)的發(fā)展相對緩慢,商業(yè)化應(yīng)用模式的探索也少有支撐,制約了燃料電池汽車的推廣進(jìn)程。
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