汽车制造商、能源公司和政府正在积极投资加氢站基础设施的发展,以支持燃料电池技术更广泛的应用

现在汽车行业似乎有一种共识,对于未来全电动汽车时代的到来几乎毫无疑问。然而,业内对于全电动汽车大规模采用的时间,以及哪些技术将优先考虑仍然有不同的声音。虽然有人认为电动汽车将在2020年到2025年间普及,不过大多数人认为在2030年左右,电动汽车在全球主要市场的汽车销量中占据重要份额。

至于技术方面,大多数专家认为插电式混动车将在不久的将来成为电动汽车技术的主要形式,随后在电池技术高度成熟并且得到充电基础设施的大力支持时,零排放电池电动汽车(BEV)将成为主角。另外,许多汽车制造商和国家正押注于第三种技术——即燃料电池技术。燃料电池电动汽车(FCEV)虽然距离大规模采用还有很长的时间,但它与传统内燃机(ICE)汽车存在很多相同的特点。

FCEV与BEV相比拥有更长的续航里程,并且与传统车辆更接近。这些车辆的加油时间约为5分钟,与ICE车辆相差无几。这与BEV相比,是一个巨大优势,BEV目前在快充模式下,需要半个小时以上才能达到80%的电量。燃料电池通过氢和氧的电化学反应,生成电、水和热量。与普通电池不同的是,只要不断提供燃料,燃料电池就能持续产生电能。燃料电池不燃烧燃料,整个过程无噪音、无污染,效率是内燃机技术的两到三倍。这促使汽车行业参与者们投入大量资金发展燃料电池技术。

不过,利益相关者们不会犯下与之前发展BEV时的同样错误——与技术相比,对基础设施投资的增速要慢得多。尽管目前电动汽车的电池技术已经可以满足市内旅行,但充电基础设施相对薄弱一直是电动汽车应用缓慢的一个主要原因。

公司甚至是政府在开发燃料电池技术的同时,也在同步发展基础设施。事实上,过去两年对燃料电池技术和基础设施的发展一直都相当关注。根据美国能源部数据,2016年全球范围内新增了92座加氢站(HRS),其中83个是面向公众开放的零售加氢站。

日本处于领先

虽然加氢站分布于美国和许多亚欧国家,不过日本在建设加氢站方面处于领先。2016年新增的92座加氢站中,几乎一半都位于日本。日本还宣布它将竭力打造一个零碳排放的“氢能社会”。据报道,政府将在今年年底制定一项发展战略。

据报道,到2020年底,日本计划燃料电池汽车保有量达到40,000辆。同时,该国也在寻求开发国际氢能供应链和引入大量使用氢能的发电厂。为了加快这一转变,政策制定者们正在考虑放宽对国内加氢站建设的限制。日本经济贸易产业省(METI)将修改近20条规定,包括放宽对加氢站监管人员以及对这些加氢站需要屋顶以避免阳光直接照射氢气罐的要求。这些政策也将降低HRS的建设成本。

政策支持

为了在发展燃料电池的过程中不被落下,其他国家也正针对燃料电池的部署制定政策和目标。在欧洲,德国是燃料电池技术的领先国家之一,根据德国弗劳恩霍夫系统与创新研究所的数据,德国国内已经部署了近40座HRS。这个数字到2018年将增长至100座。

英国在2016年也推出了“燃料电池电动汽车车队支持计划”,为当地政府、健康信托、警察局、消防部门和私营公司在购买FCEV车队时提供资金支持。英国还宣布了一项3500万英镑(约合4500万美元)的投资,以鼓励企业采用FCEV。

在今年早些时候,欧洲氢能出行项目(H2ME)在德国、法国和英国部署了首批100辆燃料FCEV。H2ME是一个公私合作示范项目,旨在为欧洲的燃料电池和氢能技术提供支持。项目成员来自八个欧洲国家,由元素能源(Element Energy)公司负责项目牵头,涉及的公司还包括阿海珐H2GEN(AREVA H2GEN)、奥迪、BOC、宝马、低碳与燃料电池技术中心(Cenex)、哥本哈根市、戴姆勒AG、本田和日产。

英国预计到2020年建成65座HRS,到2030年这一数字将增加至1,150座。根据H2ME表示,包括丹麦、冰岛、挪威和瑞典在内的北欧国家,计划到2020年建成150座加氢站。在欧洲,关键的基础设施提供商包括法国液化空气集团、H2 Logic、林德集团、阿海珐、McPhy和ITM Power。

在美国,加利福尼亚州是电动出行的主要推动者,同时也在持续关注FCEV的发展。加州为州清洁车辆补贴项目增加了额外补贴资金,该补贴项目包括为购买或租赁FCEV提供补贴,同时向低收入消费者提供更高的清洁车辆补贴。

在亚洲,除了日本外,韩国和中国等国家也采取措施推动FCEV的应用。去年,韩国政府宣布到2020年计划出口14,000辆氢燃料电池轻型汽车,公交车和出租车的氢燃料电池汽车保有量达到10,000辆。政府计划增加对氢燃料电池汽车的补贴和税收优惠,并计划到2020年在国内建成并运营100个加氢站。

中国已经是全球电动汽车销量最多的国家,因此对其希望发展FCEV以保持其领先地位的决定并不感到奇怪。中国国家科技部和财政部联合部分省市启动了一个促进燃料电池汽车商业化发展项目,开展燃料电池客车、物流车和邮件车的商业化示范运行。中国武汉市还设立了一个2亿元(约合2890万美元)产业基金来推动燃料电池汽车产业的发展。

企业推动

对于汽车行业的任何一个电气化倡议,要实现稳步发展必须要有汽车制造商的大力参与。为帮助日本在氢能燃料使用方面处于领先地位,丰田和本田等企业也起到了重要作用。本田在2008年推出了Clarity燃料电池汽车,丰田在2015年向市场推出了Mirai FCEV。本田今年早些时候在日本推出的下一代Clarity燃料电池;这款车型目前也已在美国上市。丰田也将继续推动FCEV发展,在2016年国际消费电子展上展示了其FCV Plus概念车。FCV Plus能够通过储存在车外的氢气产生电力。丰田最近宣布,它将在加州长滩港建造一座大规模的燃料电池发电工厂以及一座加氢站。这座工厂被称为Tri-Gen,该工厂能够为正在试验中的8级燃料电池卡车和长滩港附近的运输活动提供支持,预计将于2020年开始运营。

韩国现代汽车凭借其ix35燃料电池运动型多用途车(SUV),在FCEV领域也取得了成功。根据欧洲替代燃料瞭望台(EAFO)的数据,ix35目前是欧洲销量最高的FCEV,在2017年大约占到市场份额的46%。现代汽车公司已经宣布计划到2020年再推出两款新的FCEV车型。另外,该公司还计划在美国部署加氢站基础设施。

例如宝马、戴姆勒、日产、奥迪等公司也已对外展示其燃料电池车型或已经证实其在制造过程中。戴姆勒还与壳牌和林德成立了一家叫做“H2Mobility”的合资公司,将在德国建设加氢站。H2Mobility计划到2023年在德国部署多达400座服务站。