上燃动力第三代燃料电池发动机发布氢能年代还有多久到来

图文|程功

[搜狐汽车·黑·客] 还记得在上小学的时候《自然》课本里就写到，氢能是“取之不尽用之不竭”的清洁能源。近些年，国内不断掀起研究氢能源的浪潮，在车规级零部件的研发方面，新技术层出不穷。

11月8日，未势能源旗下的上燃动力推出了第三代氢燃料电池发动机——“超越-300E”。这款发动机的最大功率达到了100kW，大多数都用在公交客车、中重型载货车。另外，这款燃料电池发动机系统部件实现了100%国产化，较当前市场主流产品成本下降28%，并将于2020年11月投入量产。

[ ·1· 氢燃料电池发动机到底是啥东西？]

氢在车辆上的应用离不开氢燃料电池这一部件，但仍有很多人在疑惑，这究竟是个啥东西？

氢燃料电池虽然名字带个“电池”，但它并不储电，而是一套发电装置。

电子到达正极后，与氧原子和氢离子重新结合为水。由于供应给正极的氧，可以从空气中获得，因此只要不断地给负板供应氢，给正极供应空气，并及时把水带走，就可以不断地提供电能。

由于氢在水中即可获得，而地球最不缺的就是水。氢燃料电池若得到大规模应用，那么人类的能源问题也将迎刃而解。但现实很骨感，上燃动力副总经理吴兵表示，市场能否接受燃料电池汽车，其关键点还是取决于“性价比”问题。“经过十多年的发展，我国燃料电池的成本已经下降了约80%左右，但是这个水平还远远不够支撑燃料电池汽车商业化落地运营。”

[ ·2· “超越-300E”超越在哪？]

在上燃动力涉足氢燃料电池发动机这些年，一共经历了三次迭代。

据上燃动力方面介绍，超越一代（40kW）主要诞生于2001-2005年，超越二代 (55kW)诞生于2006-2007年。这两代发动机都基于分布式设计，氢能发电与动力输出等模块分布在车辆四周，结构相对复杂。而此次发布的第三代“超越-300E”发动机则采用了集中式设计，一个发动机内包含了所有模块，满足了车规级要求，能够直接进行大规模商用。

同时，第三代“超越-300E”还基于前两代的技术基础，通过一体式绝缘结构，内绝缘式及阻断式工艺，首次全面实现内绝缘设计，提升了发动机的可靠性。同时，基于FC-动力电池能量匹配策略与运行线路优化策略，相较于当前市场主流产品，氢耗低于10%，效率高于4.5%，成本下降约28%，系统部件级国产化率实现100%。

这些技术优势虽然听上去拗口，但可以实实在在的反映到客户用车成本中。举例来说，在常规使用的寿命方面，从前的氢燃料电池发动机寿命为2000小时，“超越-300E”能够达到10000小时；在可靠性方面，从前的氢燃料电池发动机无故障时间为0.5万公里，“超越-300E”则升级到5万公里；在成本方面，从前的氢燃料电池发动机成本约为11.26元/Km，而“超越-300E”的使用成本在6.66元/Km左右，相比较来说，普通的柴油发动机使用成本在7元/Km左右。

“超越-300E”最大功率能够达到100kW，重卡可以按照实际需要，选装一台或两台发动机。大功率燃料电池系统，是未来发展必然趋势。目前，国内研发氢燃料电池发动机大多在30kW到60kW之间，无法满足重卡功率需求。中国车用燃料电池技术要想在国际上具备竞争力，提升燃料电池系统功率、体积比功率、低温启动性能、系统寿命和耐久性是当前重点任务。

[ ·3· 氢能源虽好 但大规模商用仍然太难]

综合来看，“超越-300E”的发布，在某些特定的程度上可以促进氢能技术加速实现商业化进程。但氢能源的黄金时代就此到来了吗？

随着全球新能源体系大规模发展，氢能凭借其优异的综合特性，成为国际能源变革的重要选择。在新能源汽车领域，由于氢燃料电池发电原理是电化学，车用效率比较高，可达到60%左右，与纯电动汽车和插电式混合动力汽车相比，更适合于大功率、长程的运输，尤其在公交车和重载车方面应用领域有明显的优势，这也是燃料电池车能够代替柴油车的关键点之一。

同时，加氢站的基础设施建设占用空间，也低于纯电动充电桩/站。据统计，给相同多的车辆补充能源，如果充电站需要180个篮球场大小，那么加氢站只需要12个。我国氢能产业高质量发展虽渐具规模化，但诸多短板犹存，单纯的靠市场应用倒逼产业与技术进步并不容易。

首先，目前的制氢与储氢技术并不完美。我国是一个“富煤少油”的国家，氢气的制造主要来源于炼焦、氯碱、丙烷脱氢、乙烷制乙烯等副产氢气，如果单纯利用电解水制氢，也大多依靠风能等清洁能源。氢气制造难以突破产业化的瓶颈，规模有限。在储氢方面，我国的高压气态储氢方案应用最为广泛。简单来说，这种方法通过高压压缩，来让更多气态氢储存在储氢罐里。其优点是成本低、能耗相对小，但储氢罐的成本十分高昂，一辆商用车上的储氢罐成本约在5-6万/个左右。

其次，目前我国的加氢设施也相对较少。国金证券多个方面数据显示，目前我国运行的加氢站共有31座，大部分分布在长三角、京津冀、珠三角等发达地区，无法满足商用车物流大规模使用。商用车干线物流行驶里程通常为数千公里，跨越数个省市，氢能源商用车无论是可靠性还是加氢便利性，与传统柴油商用车相比存在劣势。

[ ·4· 越来越倾斜的政策 氢能时代为期不远]

任何新生事物都离不开扶持，虽然氢能源的道路曲折，但前途光明。单靠市场需求无法真正推动氢能商业化落地，全世界各国都给出了自己的产业高质量发展方案。

英国和比利时在2016到2018年间，相继发布了氢能路线图。2019年，欧洲也发布了《欧洲氢能路线图》，氢能源汽车的推广规模预计2030年达到420万；日本在2014年发布了《氢燃料电池普及促进策略》，在2019年发布了《氢能/燃料电池战略发展路线图》，氢能源汽车的推广规模预计2030年达到80万；韩国在2012年启动了绿色氢城市示范项目，2019年发布《韩国氢能产业路线图》，预计2030年推广至180万辆的规模。

在我国，2019年被视为氢能及燃料电池汽车产业高质量发展关键之年。开年以来，在国家能源战略政策导向下，氢能源首次写入《政府工作报告》，全国各地超17个省市地方政府纷纷出台氢能发展路线图，逐步明确氢燃料电池汽车补贴明细，并陆续出台多项产业高质量发展扶持政策。

目前，我国燃料电池汽车累计产量为4525辆，其中2%为乘用车，40%为物流车，58%为客车，累计运营里程为160万公里。根据路线图规划，到2030年，我国燃料电池汽车的规模将达到100万辆。

[ ·5· 写在最后]

目前我国国内有两种主要实现新能源的路线，一种是纯电动技术，另一种就是燃料电池技术。在着力发展纯电动10年后，我国汽车产业已逐步实现与世界先进的技术的看齐，并有望在纯电动领域“弯道超车”。氢能源的发展，更多会惠及到商用车领域，替代噪声大、污染高的柴油车。

“超越-300E”的发布，算得上是一位破局者。每一组简单的数据背后，往往都意味着最难的坚持，而每一项技术指标的提升与突破，也就从另一方面代表着燃料电池汽车落地运营越来越接近商业化目标。

正如上燃动力总经理王亚波说的那样，“我们是’真做’，而不是为了股价。”