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燃料电池汽车探寻商业化出路 |
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从“中国燃料电池公共汽车商业化示范项目”国家项目办公室传来消息，2006年5月，他们从戴姆勒.克莱斯勒公司购买的三辆燃料电池汽车正式在北京的公交线路上运营。虽然只是示范性运营，却是这种被称为“终极环保”汽车的燃料电池汽车在中国第一次投入商业项目。 150年前，出现在凡尔纳小说中的燃料电池汽车，已经从科幻变成了科技，使用氢燃料的汽车从上世纪60年代诞生到现在，已经有40多年了。但是在各大汽车厂商的生产线上滚动的仍然是依赖汽油为动能的汽车，燃料电池汽车目前只能待在实验室或是示范项目中。 试着想象一下，当你开着一辆氢气作为动力的燃料电池汽车，行驶在高速公路上，突然没了氢气，可是在方圆100公里没有一家有氢气的加油站，将会是一件多么糟糕的事情。 这只是燃料电池汽车众多问题中的一个，还有巨大的燃料电池和储氢罐如何装载，生产成本过高等一系列的核心技术问题等待解决。 汽车能源的“拯救者” “中国燃料电池公共汽车商业化示范项目”国家项目办公室的伦景光教授表示，对于燃料电池汽车，应该本着科学的态度来看待，不能盲目推崇。虽然燃料电池汽车是汽车能源改朝换代的产物，但是目前还处在发展阶段。 而这一论点得到了无数业内专家的认可，上海同济大学校长、科技部863计划电动汽车重大专项首席科学家万钢教授认为：“为何大家如此看好燃料电池汽车，就是因为燃料电池汽车使用的动力是氢气，氢被称为‘永远的能源’，因为它无所不在，宇宙质量的75%都是氢。氢可以说是重量最轻、导热性及燃烧性最好、燃烧最清洁的元素。燃烧氢气不像石油或煤炭会产生二氧化碳等有毒物质，水和热是氢燃料电池的唯一产物，基本实现温室气体和污染物的零排放，也不会引起酸雨和烟雾，同时水又是制氢的原料，整个过程循环又洁净。所以燃料电池汽车在环保方面是超越电池电动汽车、混合动力汽车的。” 燃料电池汽车、电池电动汽车和混合动力汽车同为清洁燃料汽车。而电池动力汽车虽然在行使的过程中不会产生二氧化碳排放的污染，但是废旧电池的问题和消耗电能依然是一种间接污染。 混合动力汽车是使用汽油驱动和电力驱动两种驱动方式，虽然减少了能源的使用和废气的排放，但是依然还要使用一部分燃油作为动力。而燃料电池汽车是使用质子膜燃料电池（PE M FC）技术，氢在汽车搭载的燃料电池中，与大气中的氧发生化学反应，从而产生出电能启动电动机，进而驱动汽车。 与混合动力汽车和电池电动汽车相比，燃料电池汽车的环保优势显而易见，但有专家预计2007年全球的燃料电池汽车的产量也只有300辆，市场规模还没有形成。20年后燃料电池汽车才能初见规模，而现在混合动力汽车的势头非常好，不如将资金投入到混合动力汽车的开发。 可是，谁都不愿意输在起跑线上，全球各大汽车厂家都在大张旗鼓地搞燃料电池汽车竞赛，对燃料电池汽车的投入是不考虑短期经济效益的。 戴姆勒-克莱斯勒公司从1994年开始，对巴拉德燃料电池汽车动力系统投资了3亿美元。福特汽车公司到2005年为止，在燃料电池汽车上的投资已经超过了4亿美元，几乎所有大的跨国汽车公司都加入到了燃料电池汽车技术竞赛的行列中来。 “所以氢燃料汽车的出现，给能源利用、环境保护、汽车产业发展等带来革命性突破，也是电池电动汽车和混合动力汽车所不能比拟的。从国家到汽车企业，到科学家，都不会放弃燃料电池汽车的研发，因为他们都坚信，尽管目前氢燃料电池车存在制造、储存以及基础设施等问题，成本也较高，但这些方面都不存在无法克服的技术障碍，并具有较大的降低成本的空间。”清华大学汽车工程系主任欧阳明高对燃料电池汽车能获得成功非常有信心。 静候技术突破 法国标致汽车面对燃料电池汽车的高额成本有些郁闷，在2003年，公司就向外发布消息，希望在2015年，生产的燃料电池汽车能大批量的进入市场。可是目前标致公司宣布燃料电池汽车的费用是普通内燃机汽车成本的100倍，即便是批量上市的价格也比普通内燃机汽车高出10倍。 2004年本田公司向美国政府出售的FCX燃料汽车，虽然只用做示范性项目，但是每辆车的售价却高达150万美元。 “中国燃料电池公共汽车商业化示范项目”的项目负责人王菊说：“我们向戴姆勒.克莱斯勒购买的燃料电池汽车的具体价格不能透露，只能说非常贵，价格远远超过普通的公共汽车。中国政府、全球环境基金(GEF)和联合国开发计划署(UNDP)共同支持的中国燃料电池公共汽车商业化示范项目，投入3200万美元的目的就是为了降低燃料电池公共汽车的成本，借助在北京和上海两市同时进行的燃料电池公共汽车和供氢设施的示范，加快其技术转化。” 同样戴姆勒.克莱斯勒公司方面也不愿透露具体的价格，他们表示燃料电池汽车的价格之所以高，主要是质子交换膜燃料电池和储氢成本太高了，而整车生产的价格和普通的公交车没有太大区别。车上装备作为燃料的氢气罐，由于氢气罐的体积非常大，并且电池的价格是普通汽车引擎的10倍。 归根到底，高额成本还是源自于技术，来自于燃料电池和储氢这两个燃料电池汽车的关键技术。燃料电池的消耗过快和耐久性的问题，在全球的示范项目中，燃料电池汽车的平均寿命达2000小时，这意味燃料电池汽车行驶了2000小时后必需要更换发动机。 如果按一小时行使20公里，只可以行使4万公里，和普通汽车之间还有很大的差距。巴拉德预计燃料电池汽车在2010年将达到行使5000小时，能不能达到，还是个未知数。 制氢的技术已经有一百多年，本身是一个很成熟的技术。2005年全球氢气的年产量4500万吨，而中国氢气的年产量将近900万吨，主要用于氮肥、石油精炼等。“以目前的状况来看，氢气用于车载燃料，技术还是不成熟。”伦景光教授说。对于汽车制造商来说，在汽车中保存氢是最头痛的问题。首先，汽车行驶的环境差别大，海拔几千米的氧气和平原地带的氧气状况不一样，行使的稳定性存在着很大的差异。其次，储氢罐过大， 承载着巨大的储氢罐行驶度和安全性都成问题。 除了成本问题，加氢站的建设也是燃料电池汽车商业化进程中大难题。虽然氢站并非汽车本身的技术，但是随着燃料电池汽车的市场化，建氢站是顺其自然。可是目前氢气的传输费用依然偏高，氢气的价格也是汽油的3倍以上。而氢气加油站的安全问题，也受到很多专家的质疑。 面对一系列的难题，到底何时才能解决这些技术问题？万钢认为：“说实话，我们现在惟一能做的只有等待，在等待中不断研发技术，不断的改进。至于具体时间，不是某个人或是某个公司说了算的。如果现在突然出现解决燃料电池汽车核心技术的新发明，也不排除突飞猛进发展的可能性。” 公共汽车示范领跑 每个企业都是跃跃欲试，而且都将自己的目标定在了2010年左右。面对存在核心技术难题的燃料电池汽车，科学家们没有汽车厂商那样充满激情。“我认为还没有到产业化的阶段，还有大量的关键技术需要攻关，技术成熟前不宜大范围地投入市场。” 欧阳明高对燃料电池的商业化持保守态度。 而万钢认为，技术的不成熟是燃料电池汽车的软肋，如果技术没有达到成熟，不要急于市场化。企业还是以示范性项目为主，这样才能不断的积累数据，改进技术。记者了解到从2000年开始，汽车厂商、联合国环境开发署、各国政府联手，在全球各地开始进行燃料电池汽车的示范。 2003年，中国政府申请到了全球环境署和联合国共同发起的“燃料电池公共汽车示范”项目。为何选择燃料电池公共汽车作为示范项目，伦景光教授表示，燃料电池有很多种类，包括轿车、卡车、公共汽车，燃料电池汽车示范最适合公共汽车，因为公共汽车有固定的路线，可以提前预算里程。出发前，装上足够的氢气，然后回到车场集中加氢。 相对于管理松散的轿车，公共汽车主要有以下五大优点： 第一，公共汽车体积大，对燃料电池的大小、重量的要求较低。一辆几十吨的公共汽车，乘载一、两百公斤的燃料电池应该没有什么负担。但是对于小轿车，肯定是一个承重的负担。 第二，可以集中加氢，因为公共汽车一般都设有车场，几百辆或是上千辆共用一个车场，可以在车场地方建加氢站，也节省了建氢站的成本。 第三、公共汽车有定点、定线、定时的特性，行驶多少站、多少公里都清清楚楚，途中需要多少氢气能很好地算出来，保证配合行使。 第四、公共汽车集中在城市里，特别是人口密集的城市，是城市污染的主力军，减少一辆公共汽车的污染，等于减少20辆轿车的污染。 第五，公共汽车是公益事业，能够得到很多赞助和公众的关注度，加快公众的接受度。 可以说，燃料电池公共汽车是燃料电池汽车的孵化器，在研发的过程中通过公共汽车获取大量的支持数据，通过这些数据，科研人员不断对燃料电池汽车进行改进。通过公共汽车示范项目，我们看到了燃料电池汽车到来的脚步，而公共汽车也将成为最早进入人类生活的燃料电池汽车。 成为汽车强国的契机？ 从20世纪50年代开始，中国一直进行燃料电池相关技术的研究，一直到上世纪90年代才开始燃料电池汽车的研究。虽然这个时间比国际上稍晚，但是比汽油汽车与国际水平的差距小了很多。 科技部将燃料电池汽车计划列入863计划之后，目前，在中国有60个机构在从事燃料电池的研究。这些机构中的大多数为研究所，大多数研究的重点是质子膜燃料电池（PE M FC）技术。其中有75%的工作是针对汽车行驶进行方面的研究。 1998年，清华大学在中国研制出了第一辆燃料电池汽车，该汽车是一辆高尔夫车。2001年，清华大学研制了以燃料电池为动力的公共汽车，现在正与三星和丰田合作进行车辆的研制工作。同年，中国政府加大了燃料电池车辆研究方面的投资，准备在五年内每年投资2000万美元。 上海汽车集团与同济大学合作，在2003年研制出了名为超越1号的燃料电池轿车，该车是以桑塔那2000为基础设计的。2005年由中国最大的燃料电池发动机供应商上海神力科技和清华大学联合研制的清能一号、三号燃料电池大巴，也代表了中国燃料电池大巴的最高水准。 面对中国研究的热情，万钢认为：“以目前的科研速度和政府的支持，中国燃料电池的研究已经能与国际水平相抗衡。相信以这样的势头下去，中国肯定会拥有自主产权的燃料电池汽车的核心技术。” 中国科学院大连化学物理研究所研究员张华民日前说：“近年来，中国在燃料电池关键材料、技术的创新方面取得了许多突破，已经跨入世界先进国家行列。 对于燃料电池汽车，这绝对是一个好消息，技术的支撑，让燃料电池汽车看到了和国际水平并肩的希望。” 但是专业人士中，也有人对中国燃料电池汽车的未来持观望态度，某汽车媒体的主编对记者说：“中国汽车产业已经落后了，要想通过燃料电池汽车翻身，是难以预计的事情。先不去追究燃料电池汽车所要解决的技术难题，在汽车制造方面，我们和国外就有不小的差距。” 在业界，对于中国是否获得燃料电池汽车的核心计划，成为汽车强国的争论还在继续。欧阳明高认为，此时争论这一问题，还为时过早，因为中国的汽车问题很复杂，如果想成为汽车强国不是仅靠燃料电池汽车技术的领先就能解决的。而且燃料电池汽车是关乎全球汽车业未来的事情，在技术方面，还是以合作的方式对待。将来有一天，燃料电池汽车得以普及，解决了人类能源危机和环境危机的两大问题，至于核心技术在谁手里，其实并不是太重要了。
GEF根据其可持续交通方面的计划，支持燃料电池汽车在发展中国家的发展和应用(其他4个发展中国家为巴西、埃及、印度和墨西哥)。中国燃料电池公共汽车商业化示范项目是GEF燃料电池汽车发展战略的重要组成部分，本项目的远期目标是在中国城市广泛使用燃料电池车，减少空气污染和温室气体排放。
为实施“欧洲清洁城市交通(CUTE)”示范项目欧盟拨款1850万欧元，支持阿姆斯特丹、巴塞罗那、汉堡、伦敦、卢森堡、马德里、波尔图、斯德哥尔摩、斯图加特等9个欧洲城市的燃料电池公共汽车示范项目。该项目已经于2001年11月正式启动，并将于2006年5月结束。 ECTS项目主要涉及冰岛雷克亚未克市。这些示范项目一方面测试车辆和加氢站在商业规模条件下的性能表现，积累实际运行的经验；另一方面在公众中普及氢、燃料电池和清洁交通的知识，提高公众对燃料电池汽车和氢能基础设施的认知、接受程度，为将来燃料电池汽车的大规模应用做好准备。
2003年12月，加州燃料电池示范项目完成了第一阶段的运作。第二阶段工作于2004年展开，计划将延续到2007年, 重点推进燃料电池车辆的商业化应用。加州现有87辆燃料电池轿车与3辆燃料电池公共汽车，16个加氢站在实验运行。 2005年还有约10个加氢站将开始试运行，预计到2007年将有300辆燃料电池汽车运行，其中在2005年2月有3辆新的FC大巴在Santa Clara交付运行。 |
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