雷洪钧博士：新一代燃料电池汽车发展路线图系统解读
2020年12月，新能源汽车销量24.8万辆，同比增长49.5%；2020年新能源汽车全年累计销量136.7万辆，同比增长10.9%。其中2020年燃料电池汽车累计销量1177辆，但远远低于行业权威专家的预期。中国汽车行业协会预计，2021年中国新能源汽车销量为180万辆。笔者按预测学基本模型的预测结论是，2021年中国燃料电池汽车销量在8000辆以内，不会太高。且这8000辆燃料电池汽车基本上也会是商用车。这个预测数据表明，2021年燃料电池汽车远没有到大规模示范运营的应用阶段。笔者理解，企业正确理解新一代燃料电池汽车发展路线图，做到心里有底，不宜盲目跟进是十分必要的。与汽车关系有关的燃料电池，主要是质子交换膜的氢燃料电池，而不是电化学上泛指的燃料电池。质子交换膜燃料电池（proton exchange membrane fuel cell，）是一种燃料电池，在原理上相当于水电解的“逆”装置。其单电池由阳极、阴极和质子交换膜组成，阳极为氢燃料发生氧化的场所，阴极为氧化剂还原的场所，两极都含有加速电极电化学反应的催化剂，质子交换膜作为电解质。工作时相当于一直流电源，阳极即电源负极，阴极即电源正极。质子交换膜燃料电池最接近汽车的应用场景，其他的燃料电池基本不适宜在汽车上推广应用。可以理解，与燃料电池汽车关系密切的是氢燃料电池。所以说，燃料电池汽车必要条件是，汽车配备了氢燃料电池。纯电动汽车的必要条件是，汽车上必须配备储能电池，目前主要指锂离子电池。锂离子电池的基本功能是存储电能，供电动汽车消耗的。而氢燃料电池是发电设备，不是存储设备。尽管两者都是电“池”，而二者工作原理是不同的。彼此之间不是竞争关系，不存在替代关系。发展锂离子电池是在分布式存储电设备，而发展氢燃料电池是在发展分布式发电设备。二者是补充关系。纯电动汽车与氢燃料电池汽车都是电动汽车。电动汽车的主要特征，其驱动力源于电动机。而纯电动汽车电动机的电能源于锂离子电池，而锂离子电池的电能源于市电网。而氢燃料电池汽车电动机的电能源于氢能发动机，氢能发动机消耗的车载氢气瓶的氢气。可以理解，氢燃料电池汽车是在纯电动汽车的基础上配备了一套氢能发动机了。如果当氢燃料电池功率足够大时，逻辑上就有全功率氢燃料电池汽车概念了。也就是说，全功率氢燃料电池汽车就可以替代纯电动汽车了。
四、国家战略层面，发展氢燃料电池汽车不是替代纯电动汽车目前国家层面的新能源汽车分为三个层面，纯电动汽车、插电式混合动力汽车、燃料电池。其中纯电动汽车是替代燃油汽的主力军；插电式混合动力汽车是针对传统高档燃油汽车电动化的策略，燃料电池是针对中、重型商用车的电动化策略。电动汽车替代燃油汽车车是一个趋势。如何替代？国家战略层分为三个层面而已。国家层面，将发展电动汽车提升到新能源汽车的高度，于是要求，汽车工程上，必须把汽车自己也要节能，而汽车节能必须高度重视制动能量回收，制动能量回收离不开储能电池。已经是即使“全功率燃料电池汽车”，也必须配有储能电池。汽车的大盘在乘用车，纯电动的主攻方向在乘用车。目前纯电动乘用汽车在巡航里程上超过1000公里，其充电速度接近10分钟。与传统乘用车PK的条件基本成熟。或者说，研发全功率的燃料电池乘用车，是科研层面的储备，而不是市场层面的示范推广的。
五、中、重型商业卡车需要的氢能发动机
首批燃料电池汽车示范城市群，自去年11月申报截止后，众多企业静候佳音，蓄势待发，但是名单虽尚未揭晓。“以奖代补”政策已经形成共识，但是细节有待期盼。而中、重型商业卡车需要的氢能发动机呢？是大家比较关注的。多家自主燃料电池电堆企业布局的最新一代产品，均以大功率、长寿命、高功率密度等性能亮相。目前以上指标，离中、重型商业卡车需要的氢能发动机的要求，还是比较低的。
笔者基本判断：
①整车企业和零部件供应商把目光投向了长续驶、高重载的商用车，基本形成共识。②过度追求大功率，不太现实，的，到2030年以前，燃料电池商用车，动力配置格局是氢能发动机配锂离子电池。③燃料电池汽车的出现大规模商用，有待时间。但是2021年电堆产业格局会有一定大的发展。①氢能乘用车研发，没有给新势力造车企业新的机会。中国乘用车电动化一定是纯电动的。请投资人和工程技术员，不要在乘用车上去尝试氢能乘用车研发了，如果是技术储备除外。②在汽车生产氢气技术，不会出现应用，理由是汽车上空间有限，不是生产车间；③液体储氢技术，也不会再出现汽车上的应用。理由是目前其密度无法满足汽车功率要求和里程的要求；④汽车上氢气供给一定高压瓶装的。氢能汽车续航里程高于300公里是基本要求，接下来一定70Map高压瓶。理由是氢能商业卡车的续航里程必须高于1000公里，才能被市场接受，否则只能停留在国家政策支持示范运营阶段。⑤大部分城市，尤其是长江以南的地区，大型公交车（10米以上），也是纯电动的。今天的纯电动公交车应用已经得到公交车公司认可，其投资刚刚开始有收益了。在未来的10年内，不可能再予以颠覆。⑥即使有些城市，有大型的燃料电池公交车的出现，基本上也是尝试性，不会有普及推广，理由是目前的加氢站，不会建造在中心城区。⑦河北张家口氢能公交车的成功应用，对东北三省的新能源汽车推广应用，提供较好案例。
2021年是燃料电池汽车示范应用4年规划的第一年。以奖代补政策，企业基本在观望。首批燃料电池汽车示范城市群名单即使公布，地方政府也得一段时间消化。所以2021年，基本上是准备工作期，发力得到2022年以后了，所以企业心态保持定力是十分必要的。 著作权归作者所有，欢迎分享，未经许可，不得转载
首次发布时间：2023-06-15
最近编辑：1年前
