近年來，氫燃料電池汽車的發(fā)展受到各界重視，逐漸成為資本和車企追逐的熱點。雖然目前氫燃料電池汽車的產(chǎn)業(yè)化程度低于電動汽車，但未來或許有更大發(fā)展空間，不少車企及學(xué)者認為使用氫能作為交通能源是“終極新能源汽車解決方案”。
在氫燃料電池汽車領(lǐng)域，日本車企無論是在技術(shù)儲備還是在產(chǎn)業(yè)化方面都是佼佼者。從上世紀90年代，豐田汽車就已經(jīng)開始氫燃料電池技術(shù)開發(fā)，現(xiàn)在已經(jīng)掌握關(guān)鍵核心技術(shù)并實現(xiàn)氫燃料電池汽車的批量生產(chǎn)及銷售，同時加氫站等配套基礎(chǔ)設(shè)施也已建立并投入市場運營。2019年8月底，中國電子裝備一行赴豐田考察了氫燃料電池汽車及配套加氫站，并與豐田汽車技術(shù)人員就業(yè)內(nèi)普遍關(guān)注的氫燃料電池汽車動力成本、續(xù)航里程、加氫速度、安全性能等一一進行了交流與探討。
氫燃料電池汽車是新能源汽車的一個重要發(fā)展方向。縱觀全球新能源汽車的發(fā)展，當前是燃料電池進入產(chǎn)業(yè)化、市場化的關(guān)鍵時期，有利于燃料電池汽車發(fā)展的外部環(huán)境正在形成，氫燃料電池領(lǐng)域正在成為行業(yè)新的投資熱點。在此背景下，豐田汽車調(diào)整汽車規(guī)劃，提升了氫燃料電池汽車的地位，按照“氫=未來主導(dǎo)能源”理念定位氫燃料電池汽車，并圍繞氫燃料電池汽車展開了密集布局。
（氫=未來主導(dǎo)能源）
圖1 豐田汽車對于氫燃料電池汽車的定位
目前，日本豐田氫燃料電池汽車已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，累計售出的氫能源汽車達3000多輛。
豐田汽車技術(shù)人員向協(xié)會考察團展示了一輛藍色乘用豐田氫燃料電池汽車。
該車以氫氣作為動力來源，氫氣被注入車內(nèi)的氫氣存儲罐，與氧氣在化學(xué)反應(yīng)過程中發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移以形成電流，電流驅(qū)動電機為汽車提供動力。車內(nèi)氫氣存儲罐置于車身后半部分的底座下方，其中氫燃料電池代替了體積龐大且充電效率低下的鋰離子電池組，所以為車的后備箱騰出了較大的使用空間，后備箱內(nèi)僅懸掛一個輕巧的輸出電源，由于日本屬于地震高發(fā)區(qū)，該輸出電源可用于緊急備用電源，滿足一般家庭2-3天的用電量。
值得一提的是，氫燃料電池汽車完全不會受到“里程焦慮癥”的困擾。豐田這輛氫燃料電池汽車在加滿5公斤氫氣后可跑600公里以上，而市場上續(xù)航里程最長的電動汽車“標桿”—特斯拉ModelS，續(xù)航里程約480公里左右。通過數(shù)據(jù)比較，氫燃料電池汽車續(xù)航里程超過目前在售的電動汽車續(xù)航里程。
一般來說，電動汽車續(xù)駛里程越長，所需電池越多，車身重量就越重，而氫燃料電池汽車卻打破了這一規(guī)律。豐田展示的這輛氫燃料電池車整車重量2噸左右，比普通動力電池汽車輕500公斤以上。
與其他車型相比，氫燃料電池汽車動力成本偏高。氫燃料電動汽車需要消耗的燃料是氫氣，每公斤氫氣成本按照1100日元核算，則氫燃料電池汽車跑一百公里的動力成本為60多元。而燃油車一百公里的動力成本40多元，成本最低的鋰電池車按照一百公里耗電15度計算，費用才15元左右。
該氫燃料電動汽車目前在日本的售價為30多萬人民幣?？紤]電動汽車的補貼因素，預(yù)估在我國的售價最終為40多萬人民幣。
氫燃料電池汽車的產(chǎn)業(yè)推廣與普及，離不開加氫站等配套基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。據(jù)介紹，目前僅名古屋和東京兩個城市建有加氫站，共計101座，預(yù)計年底加氫站數(shù)量可累計達122座。與氫燃料電池汽車的市場推廣力度相比，日本加氫站的建設(shè)略顯滯后，加氫站數(shù)量匱乏，在一定程度上制約了氫燃料電池汽車在日本的普及。此次中國電子裝備協(xié)會考察的加氫站位于名古屋熱田區(qū)。
圖2 名古屋熱田區(qū)加氫站
據(jù)介紹，該加氫站的氫氣每天補充一次。氫氣被儲存在豐田特制的高壓儲氣罐內(nèi)，用運輸車送、并經(jīng)由叉車卸至加氫站指定位置。高壓儲氣罐內(nèi)的氫氣經(jīng)壓縮機、蓄壓器處理后被送入加氫站，最后將氫氣注入車內(nèi)為汽車提供動力。目前該加氫站每天需運送4個加滿氫氣的高壓儲氣罐，可利用氫氣總量為60公斤。每個儲氣罐可存儲30公斤氫氣，依靠壓差可將罐中的15公斤氫氣用來給汽車加氫，剩余的15公斤則因壓力不夠始終留存在罐內(nèi)不被使用。
圖3 高壓儲氣罐
豐田加氫站工作人員為協(xié)會考察團演示了為氫燃料電池汽車加氫的全過程，見圖4。工作人員通過加氫槍為氫能源汽車加氫，氫氣供給壓力為82MPa，加滿一輛汽車僅需3分鐘，加氫站裝有壓力自動識別控制系統(tǒng)，當壓力達到設(shè)定值后自動停止加氫。加氫完成后需對加氫口進行吹掃，因為加氫口附近溫度很低，達-35℃，若不及時將吹掃，加氫口殘留的液體會凝結(jié)成冰，影響下一次加氫。
圖4 工作人員正在為氫燃料電池汽車加氫
氫燃料電池汽車由于清潔環(huán)保、續(xù)駛里程長、加氫快以及零排放等優(yōu)勢受到廣泛關(guān)注，我國近年來也高度重視氫燃料電池汽車的關(guān)鍵技術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)推廣。
2019年《政府工作報告》修訂版本中提到“為促進形成強大的國內(nèi)市場，持續(xù)釋放內(nèi)需潛力，在汽車市場中，要穩(wěn)定汽車消費，繼續(xù)執(zhí)行新能源汽車購置優(yōu)惠政策，推動充電、加氫等設(shè)施建設(shè)。”將氫燃料汽車首次寫進《政府工作報告》。同時，各省市也相繼發(fā)布了氫燃料電池汽車相關(guān)的地方政策，鼓勵地方建立完整的氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)體系，建立氫燃料電池汽車應(yīng)用試點示范區(qū)，加強加氫站基礎(chǔ)配套設(shè)施的建設(shè)。
可以預(yù)見，在國家相關(guān)政策的大力鼓勵和推動下，氫燃料電池汽車有望成為我國新能源汽車領(lǐng)域最具潛力的增長點之一。據(jù)中國汽車工程學(xué)會預(yù)測，到2030年，我國氫燃料汽車產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值會突破萬億元大關(guān)。