燃料电池汽车再度升温

　　约十年前，美国政府带动世界多国推出了燃料电池在汽车领域的产业化规划。奥巴马上台以后，美国政府将注意力集中到插电式混合动力汽车上。表面上看，似乎国际燃料电池汽车的研发与产业化进程有所放缓，实际情况并不完全这样。
　　世界燃料电池汽车技术发展大致经历了两个阶段，2005年以前，戴姆勒、福特、丰田、本田等公司完成了以第一代燃料电池为基础的燃料电池汽车开发，通过验证，初步证明燃料电池运用于汽车上是可行的，但是，昂贵的成本(1万美元／kWh)与较短的寿命(2000小时)使得人们对燃料电池产业化的期望有所下降；2005年以后，燃料电池汽车在寿命、成本等关键难点取得了出乎意料的进展，燃料电池汽车技术进入了可喜的第二阶段。
　　在寿命方面，对燃料电池和系统进行了许多改进和优化，且普遍采用了燃料电池与蓄电池的混合动力系统，使得燃料电池处于较平稳的工作状态，国际燃料电池寿命普遍达到高于5000小时的水平。美国UTC Power开发的燃料电池系统在大巴车上实现了近10000小时的运行寿命，可以初步满足要求。
　　在成本方面，一方面由小量研制的产品到未来大批量生产的实现，成本会大幅度降低；另一方面，燃料电池中高含量的铂金催化剂成本高，人们正在研发低铂金或非铂金催化剂，并已取得进展。2007年以前，一辆燃料电池汽车需要铂金约100g。现在有望降至每辆车30g。如果采取电池一燃料电池混合动力方式，只需要铂金15g，进一步的目标是朝着3～5g努力。
　　成本与寿命的突破性进展，增强了对燃料电池汽车产业化的信心。德国戴姆勒公司开发的燃料电池B级车，主要性能已经达到传统内燃机汽车水平，该车计划2014年量产。日本丰田公司所开发燃料电池SUV车计划2015年达到5万美元／辆，并进入到市场导入阶段。日本本田公司的FCX clarity轿车和美国通用公司的Equinox SUV也都在积极进行市场应用准备。
　　与纯电动汽车比较，燃料电池汽车的重要优点是电源系统能量密度高，同样质量的汽车续驶里程更长。目前国际上燃料电池汽车大都采用70MPa氢罐，储氢约为6kg，每千克氢可释放约19kWh电能，发电量约为110kWh，储氢系统加燃料电池系统质量共约300kg，则电源系统能量密度约为：110kWh÷300Kg=360Wh／kg；而目前车用锂电池系统能量密度低于100Wh／Kg。相比之下，相同质量的燃料电池汽车的续驶能力是目前锂电池电动汽车的三四倍。人们预计，近几年内锂电池单体的比能量只可能提高到150Wh／Kg，系统的比能量达到120Wh／Kg。比能量要想达到200Wh／kg以上，需要更加复杂的安全技术，难度很大。即使达到了，也仍然与燃料电池有差距。
　　目前各大汽车公司燃料电池B级轿车续驶里程基本达到500km以上，基于锂电池的纯电动轿车续驶里程大多低于200km。因此，我们可以根据这两种动力系统的特点，加以合理利用。例如，电动汽车用于中短途交通运输领域，燃料电池汽车用于中长途交通运输，各自发挥其优势。所以我们必须高度重视燃料电池的研发，紧紧跟上世界先进步伐。
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