燃料電池產業發展研究報告

2013年6月末，聯合國工作組會議上，來自日本、美國和歐盟等33個(ge)國(guo)家(jia)和(he)地(di)區(qu)的(de)業(ye)界(jie)代(dai)表(biao)正(zheng)式(shi)達(da)成(cheng)協(xie)議(yi)

，製(zhi)定(ding)出(chu)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)車(che)安(an)全(quan)標(biao)準(zhun)最(zui)終(zhong)統(tong)一(yi)方(fang)案(an)。按(an)照(zhao)該(gai)標(biao)準(zhun)

，車(che)內(nei)用(yong)於(yu)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)排(pai)水(shui)的(de)排(pai)水(shui)管(guan)內(nei)氫(qing)氣(qi)濃(nong)度(du)不(bu)得(de)超(chao)過(guo)4％。同時必須配備安全裝置，以在管內氫氣濃度達到4％後
，阻止氫注入，防止爆炸。此外，在耐久性方麵，要求容器在承受2萬2千(qian)次(ci)提(ti)高(gao)或(huo)降(jiang)低(di)內(nei)部(bu)壓(ya)力(li)後(hou)也(ye)不(bu)發(fa)生(sheng)變(bian)形(xing)。這(zhe)樣(yang)將(jiang)能(neng)夠(gou)保(bao)證(zheng)即(ji)使(shi)在(zai)糟(zao)糕(gao)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，氫(qing)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)車(che)也(ye)不(bu)會(hui)像(xiang)人(ren)們(men)所(suo)擔(dan)心(xin)的(de)那(na)樣(yang)容(rong)易(yi)發(fa)生(sheng)爆(bao)炸(zha)。
　　2013年7yuechu

，meiguoweisikangxindaxuedeyanjiurenyuanzhizaochuyizhongxindeerliuhuamujiegou，qikeyixianzhuweishuizhiqingfanyingtisu
，youwangtidairanliaodianchicheangguidebo

，dafujiangdichengben。yizhiyilai，shuizhiqingfanyingzhongdechangyongcuihuajiweihanjianqieangguidebo。liangzexinwenbingbuqiyan，danyinweiyouguanqingranliaodeshangyehuashiyongerzhujianchengweiyeneijiaodian。zaihunhedonglihaiweidaxingqidao、電動車仍在尋求突破的階段

，以氫氣為代表的燃料電池車再次走入業界視線，受到來自市場越來越多的目光聚焦。
　　什麼是燃料電池
　　氫燃料電池汽車和普通電動汽車有基本一致的電力驅動構造
；它們之間的主要區別在於，前者的電池是一個小型發電設備--依靠氫和某種氧化物的化學反應產生驅動電能，而無需從電網充電。相較於傳統電動車，燃料電池車可以改善傳統電池過重、電(dian)能(neng)容(rong)量(liang)不(bu)足(zu)及(ji)長(chang)時(shi)間(jian)充(chong)電(dian)的(de)缺(que)點(dian)，行(xing)駛(shi)裏(li)程(cheng)更(geng)長(chang)
，燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)的(de)發(fa)電(dian)過(guo)程(cheng)可(ke)視(shi)為(wei)水(shui)電(dian)解(jie)的(de)逆(ni)反(fan)應(ying)，發(fa)電(dian)過(guo)程(cheng)中(zhong)隻(zhi)有(you)水(shui)份(fen)的(de)排(pai)放(fang)，因(yin)而(er)是(shi)清(qing)潔(jie)的(de)動(dong)力(li)能(neng)源(yuan)。
　　氫燃料汽車有更長的曆史。早在19世(shi)紀(ji)初(chu)，就(jiu)已(yi)經(jing)出(chu)現(xian)了(le)利(li)用(yong)汽(qi)油(you)內(nei)燃(ran)機(ji)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)試(shi)製(zhi)的(de)氫(qing)內(nei)燃(ran)機(ji)，因(yin)為(wei)兩(liang)者(zhe)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)基(ji)本(ben)相(xiang)同(tong)。寶(bao)馬(ma)和(he)馬(ma)自(zi)達(da)公(gong)司(si)都(dou)開(kai)發(fa)過(guo)多(duo)款(kuan)氫(qing)內(nei)燃(ran)機(ji)汽(qi)車(che)。其(qi)中(zhong), 寶馬在2007年推出的BMW H2R被視為經典氫能賽車。而當前的氫燃料電池汽車則是起源於上世紀六十年代，被認為更具技術和市場優勢。一度被業界寄予厚望。
　　近幾年隨著電動車的興起，加上氫燃料電池車在開發上遇到成產成本高、燃料儲存難、標準不統一等困難，燃料電池車逐漸受到冷遇
，各汽車廠商紛紛轉而押寶電動EV。寶馬公司氫動力7係早前已經上市
，但在09年
，寶馬當時的研發總監KlausDraeger表示將放棄在氫能源驅動汽車的研發，將重心轉移到純電動車上；而在2011年美國奧巴馬政府宣布將停撥氫燃料電池汽車的研發經費。
　　如今，情況有了變化。隨著氫氣提取、儲存技術的不斷提高和燃料電池安全標準的統一
，再加上EV電動車市場銷售受挫以及相關技術瓶頸有待突破
，以氫氣為代表的燃料電池汽車是否能再度發力，迎來發展春天？
　　現代不落後
　　2013年3月7日
，韓國蔚山港
，現代汽車將17輛途勝ix氫燃料電池車裝載到了貨輪上。其中15輛運往丹麥
，2輛運往瑞典。據現代汽車介紹，這些車已於今年4月正式在歐洲政府及公共機關交付使用。而在此之前的2013年2月26日
，隨著現代汽車ix35燃料電池車批產型號在韓國蔚山工廠下線
，現代成為全球首個批量生產氫燃料電池車的車企。
　　現代公司介紹，途勝ix氫燃料電池車搭載現代汽車單獨開發的燃料電池係統和儲氫係統。氫燃料罐的填充壓力高達70MPa
，兩個氫燃料罐分開設置於車輛後方，重量為5.6kg，填充一次的續航距離為594公裏，行駛裏程是純電動車的近4倍。現代汽車從1998年開始著手研發氫燃料電池車，2000年11月發布以勝達為型號的氫燃料電池車
，2006年開發成功途勝氫燃料電池車。現代汽車計劃到2015年共生產1000台ix35燃料電池車。
　　強大的豐田
　　而(er)作(zuo)為(wei)新(xin)能(neng)源(yuan)汽(qi)車(che)市(shi)場(chang)佼(jiao)佼(jiao)者(zhe)
，在(zai)純(chun)電(dian)動(dong)以(yi)及(ji)混(hun)合(he)動(dong)力(li)領(ling)域(yu)占(zhan)有(you)優(you)勢(shi)的(de)日(ri)係(xi)廠(chang)商(shang)同(tong)樣(yang)保(bao)持(chi)著(zhe)對(dui)氫(qing)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)車(che)的(de)積(ji)極(ji)研(yan)發(fa)和(he)優(you)勢(shi)話(hua)語(yu)權(quan)。在(zai)今(jin)年(nian)3月初的第九屆東京國際氫燃料電池展上，以豐田、本田、日產等為代表的汽車廠商展示了豐田FCHV-adv、日產X-TRAIL FCV、本田FCX Clarity等日係FCV（燃料電池汽車）的研發成果。FCV取代EV（電動車）成為本屆新能源汽車展的新亮點，有分析人士則認為，這表明接下來燃料電池技術將成為新能源汽車的又一發展方向。
　　早在兩年前的2011日本東京車展上

，豐田在全球首次公開了轎車款燃料電池車（FCV）"FCV-R"。FCV-R配備70MPa的高壓氫燃料罐。兩個形狀各異的燃料罐分別配備在後座下方和後座背麵下方。氫氣填充量約為5kg，在JC08模式下可以實現700km以上的行駛距離。雖然還是概念車
，不過當時的豐田代表董事副社長內山田竹誌介紹說"這是我們基本會按照這一概念開發的車輛
，我們將於2015年前後上市轎車款FCV"。
　　豐田當時並沒有公布燃料電池組的輸出功率。關於將減速能量再生充電的充電電池

，該公司表示"還在探討是采用鋰離子充電電池還是采用Ni-MH充電電池。電池容量原則上與混合動力車（HEV）同等級別"。而去年9月24日的技術說明會上，豐田則公開了為預定2015年上市的燃料電池車（轎車款）正在開發的燃料電池組。
　　豐田技術人員在場介紹稱"輸出功率密度達到了3kW/L，目前為全球最高"。與豐田的現有燃料電池組"FCHV-adv"xiangbi，gaichanpindeshuchugonglvmidutigaodaoleliangbeiyishang
，rongjisuoxiaodaoleyueyibanzuoyou

，qudiaoleranliaodianchizuzengjingbibukeshaodejiashimokuai
，haishixianleqingranliaoguandezichan。
　　豐田稱
，對提高輸出功率密度最具效果的是電極形成技術。其中數μm粒徑的鉑類催化劑無需凝結即可塗布的工藝貢獻巨大"。從調配到塗布，都做了切實的改進"。據稱是用噴霧器將其塗布在支撐體上而實現的。
　　而來自豐田的最新消息顯示其外形酷似普銳斯的氫燃料電池(hydrogen fuel cell) 車的量產版很可能將於今年年底11月份的東京車展發布。它的價格可能在7萬美金左右，約合人民幣43萬。也有消息人士指出，此次豐田要在美國銷售的氫燃料電池轎車很可能采用雷克薩斯的品牌。
　　美日合作
　　7月2日，本田負責燃料電池車開發的常務執行董事福尾幸一就該公司與通用汽車在FCV領域的合作一事向外界作出說明。福尾表示
，普及FCV的"目標十分遙遠，還有很長的路要走"。兩公司將各自提供一半的開發費用與研發人員，"長期致力於這項工作"。而對於混動汽車的大行其道，福尾則表示
；"FCV在本田長期戰略中的重要性不會改變，今後的開發人員也不會減少。"
　　本田與通用的合作內容包括
，以2020年前後實現FCV的實用化為目標

，聯合開發新一代燃料電池係統和儲氣係統，並共同致力於氫氣基礎設施的建設以及標準化。本田表示，雙方"將相互公開各自擁有的技術
，建立起能使技術人員開放討論的體製"。通用汽車從2007年開始在北美實施"Project Driveway"實證實驗
，使用119輛FCEV累計行駛了約480萬公裏。該公司還計劃另行發布FCEV的生產計劃。
　　本田從2002年開始在日本和美國租售"FCV"，加上"FCX Clarity"，此前已在日本和美國銷售了85輛FCEV，並收集了行駛數據。本田還在美國向普通客戶租借FCEV
，用以積累實際生活中普通用戶的實用性方麵的數據。日前，本田公司則宣布將於2015年在歐洲推出FCX Clarity的後續車型FCEV。
　　前段時間，本田還宣布已經在日本福岡縣北九州市啟動了由燃料電池車（FCV）向住宅供電的實證試驗。該公司開發出了配備最大輸出功率為9kW的外部供電功能的FCV"FCX Clarity"，已於2013年4月9日交付北九州市。這是日本首次在"V2H"（Vehicle to Home，由汽車向住宅供電）的試驗中使用FCV。FCX Clarity配備容量為17L的35MPa高壓氫燃料罐。
　　聯盟開發
　　早在2005年，日產汽車就宣布其燃料電池車"X-TRAIL FCV"已於當年12月13日獲得了日本國土交通大臣的認定。"X-TRAIL FCV"配備有日產自主開發的燃料電池組。電池組的體積減少了約60%，發電能力則提高到90kW，最高速度達到了150km/h。儲氫罐容量減小15%
，但由於提高了燃料電池係統的效率


，其連續行駛距離由350km提高到370km以上。而其最新推出的日產"X-TRAIL FCV"則采用氫燃料電池驅動，除氫燃料電池外
，還裝備了高壓氫容器
、小型鋰離子電池、減速機一體型同軸電機。
　　日產公司已開發出了輸出密度為2.5kW/L 的燃料電池組。2013年2月1日又新設了"FCEV開發推進室"。此前FCV的開發由純電動汽車開發部門負責
，日產現在將其獨立出來
，以求盡快向市場投放FCV。而在此稍早的1月28日

，日產- 雷諾公司與戴姆勒

、福fu特te公gong司si簽qian署shu了le一yi份fen三san方fang合he作zuo協xie議yi，結jie成cheng戰zhan略lve合he作zuo關guan係xi，共gong同tong加jia快kuai燃ran料liao電dian池chi汽qi車che技ji術shu的de商shang業ye化hua，聯lian合he開kai發fa一yi款kuan通tong用yong燃ran料liao電dian池chi係xi統tong，並bing計ji劃hua於yu2017年推出第一款FCV，並且將共用部件來降低成本

，盡快實現量產普及。
　　德國人來了
　　benchimugongsidaimulesuoyongyoudeyiqingweiranliaozuoweidonglideqichejishubeiyejierenweishigailingyuzuiweixianjinde，daimuledeqingranliaotuijinxitongyeyijingzuohaoletourupiliangshengchandezhunbei。tayijingyutianranqishengchanshangLinde進行合作，將在德國建設20處氫氣灌注站。
　　2013年1月24日，寶馬公司與豐田公司也宣布了在FCV方麵的合作，這兩家公司計劃將於2020年(nian)左(zuo)右(you)推(tui)出(chu)燃(ran)料(liao)型(xing)汽(qi)車(che)。協(xie)議(yi)涉(she)及(ji)豐(feng)田(tian)汽(qi)車(che)將(jiang)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)技(ji)術(shu)的(de)特(te)許(xu)權(quan)給(gei)予(yu)寶(bao)馬(ma)汽(qi)車(che)公(gong)司(si)
，並(bing)為(wei)寶(bao)馬(ma)提(ti)供(gong)傳(chuan)動(dong)係(xi)統(tong)以(yi)及(ji)氫(qing)儲(chu)存(cun)技(ji)術(shu)。寶(bao)馬(ma)汽(qi)車(che)公(gong)司(si)將(jiang)利(li)用(yong)這(zhe)一(yi)技(ji)術(shu)將(jiang)在(zai)2015年前研發出一款搭載氫燃料電池的新車型，並計劃在2020年投放市場。
　　此前，寶馬曾宣布暫停氫燃料汽車的開發。而在不久前BMW i3電動車全球首發後
，其最新的動作是宣布加入開發氫燃料電池的行列。8月2日
，BMW（寶馬）的首席執行官Dr.NorbertReithofer證實了BMW集團正在探索將氫燃料電池應用在電動車上的可能性，他提到"正在開發氫燃料電池混合動力係統"，因為使用燃料電池將可以大幅的減少傳統電動車充電的時間，並且在零排放的情況下獲得更長的巡航距離。
　　燃料電池的燃料
　　富士經濟公司統計顯示，燃料電池車的全球市場規模在2013年尚不足億元，而到2025年有望猛增至1800億元左右
，潛在市場空間較大。這也正是各汽車廠商競相下注的重要動力。但各開發廠商需要解決的第一個問題是：cheliangkaifachengbendegaoqibuxia，zhijiedaozhicheliangshichangjiagedepiangao。jinguanzaizhiqingjishufangmianyijingyousuotupo，danliqizhenzhengshixiangongyeyingyong
，jianshaozhizaochengbenhaiyouyiduanjuli。
　　以目前全球最先量產的現代ix35燃料電池車為例
，其製氫成本大約為汽油成本的2至4倍。目前，現代汽車每輛氫燃料車的生產成本約為1億韓元（約合55萬人民幣），現代公司期望能將該車生產成本減半至44700美元（約合人民幣28萬元）。
　　ranliaodianchiqicheyemianlinzhelingwaiyigegangadejingdi，jixiaofeizheguanxinranliaoguanzhuwangluodedaguimopujishijian，erjijiantouzizhequezaidengdairanliaoxingqichequanmianpuji。duiyugeqichejutoudeqiangqianghezuo

，youyeneifenxishizezhichu，zhexiehezuobingbudandanshicheliangkaifa。gengshenyicengdemudeshiduncugeguozhengfuquanmiangouzhupujiFCV不可或缺的加氫設施。每座需要數百萬美元的加氫站的普及是開發FCV的汽車廠商最大的障礙。