转自:中国环境网
对于氢燃料电池汽车而言,2025年是一个关键之年。
近日,一向重视氢动力汽车的韩国现代汽车称,已计划在韩国新建氢燃料电池系统工厂,并于2028年开始运营。如果计划付诸实施,新工厂生产的氢燃料电池系统可用于现代汽车的Nexo氢燃料电池电动汽车、氢动力Elec City巴士和氢能卡车。目前,现代汽车已在中国运营一家氢燃料电池系统工厂。
氢燃料电池汽车产业作为清洁能源汽车及氢能发展的重要赛道,在交通领域低碳转型中与电动等新能源车承担着同样关键的角色。
各大车企抢滩氢能
如今,日韩车企都对氢燃料电池汽车表现出较为浓厚的兴趣。此次,现代汽车计划在韩国建立氢燃料电池系统工厂,体现了其在清洁能源领域的持续投资和推动。这一新工厂将为旗下氢燃料电池电动汽车和氢能商用车提供支持,进一步巩固了现代在氢能技术和市场竞争中的地位。整体来看,此举可能提振市场对氢能及清洁能源汽车供应链的信心,促进相关行业的可持续发展。
今年2月,丰田汽车在东京一次展会上首次公开新款氢燃料电池(FC)系统,可将续航里程提升20%。除乘用车外,该系统的搭载对象可扩大至大型卡车等商用车。丰田计划自2026年起向日本、欧洲、北美、中国等市场投放。
欧洲车企也在开始加码氢燃料电池汽车新赛道。3月14日,宝马集团在公布2024年财报数据时透露,2025年,宝马预计将达成全球新能源车累计销量突破300万辆、纯电动车累计交付超150万辆的目标。宝马预计到2027年推出40余款新车型,覆盖多种驱动模式及细分市场,于2028年推出首款量产氢燃料电池车。
目前,大力研发氢燃料电池汽车的品牌众多,从现代、丰田、宝马到本田、奔驰等,其中相关各品牌都投入了大量资源和资金做相关研发,如现代、丰田等,都在氢燃料电池汽车方面“乘商并举”,不断探索前行,积极布局,持续推动氢燃料电池汽车的市场化。
而现阶段,由于氢燃料电池汽车具备动力更强等特点,所以更多被用于卡车等商用车领域。
技术瓶颈尚待突破
毋庸讳言,目前氢燃料电池汽车正逐步走向市场,但相对于电动汽车步履缓慢,也的确存在一些技术瓶颈有待突破。
“在燃料电池系统技术上,多个问题仍然需要通过技术创新来解决。”华东汽车新材料技术研究院研究员林澍文向记者介绍,在催化剂成本与耐久性上,目前作为主要催化剂的铂(Pt),价格高昂且易受杂质(如一氧化碳)干扰,导致性能衰减。因此,研发非铂或低铂催化剂(如铁、钴基等材料)是重点方向,但新材料的稳定性仍有待提升。在质子交换膜(PEM)寿命上,长期运行中,质子交换膜易因自由基攻击和机械应力发生降解,影响电池寿命,目前大约为5000小时,低于内燃机。在热管理与水管理上,氢燃料电池需精确控制温度和湿度以维持效率,复杂工况下(如低温启动、高负载等)管理难度大,可能引发局部干涸或水淹问题。
据介绍,在氢气储运技术方面,同样也有难题待解。如在储氢密度与安全性上,高压气态储氢(70MPa)虽然较为成熟,但体积储氢密度较低,液态储氢需-253℃低温,能耗高且存在蒸发损失。固态储氢(如金属氢化物)仍处于实验室阶段。而且,输氢基础设施不足、管道输氢成本高(新建管道每公里超100万美元),且与现有天然气管道兼容性差;液氢运输技术门槛高等。
西北工业大学新能源应用技术研究中心研究员于冬生也向记者谈到氢燃料电池汽车发展中的一些技术难点,包括基础设施不足,加氢站数量少,建设成本高,分布不均,影响使用便利性。目前,制氢技术不成熟:绿氢生产依赖可再生能源,但效率低、成本高,灰氢仍占主导,不符合环保目标。其中,关键材料大部分仍然依赖进口,如质子交换膜和催化剂等材料大部分依赖进口,供应链不稳定。他认为,在技术标准与兼容性方面,缺乏统一标准,导致不同厂商的设备不能兼容,影响规模化发展。此外,还有氢燃料电池汽车领域专业人才不足,在一定程度上制约着技术研发和产业发展。
竞争态势持续升温
尽管如此,众多跨国汽车巨头都盯上了氢燃料电池汽车,新一轮竞争正在升温。
其中,现代汽车在氢能源车领域不惜大量投入以进行研发。其旗下的Nexo氢能源汽车已经成功上市,这款车搭载第4代氢燃料电池堆,续航里程可达800公里,展现出现代汽车在氢燃料电池技术上的深厚积累与持续研发。
丰田作为汽车行业的巨头,早在2014年就推出了世界首款氢燃料电池量产车Mirai。此后,丰田持续不断地改进技术,2020年12月又发布了最新款Mirai。该车续航里程达850公里,进一步巩固了丰田在氢燃料电池汽车领域的领先地位,也凸显了其对该领域研发的执着与坚持。
此外,宝马与丰田展开合作研发,积极投身氢燃料电池汽车的研发事业。宝马公布了iX5 Hydrogen版本并进行小批量生产,同时“宝马H2R”概念车的诞生也为后续研究奠定了坚实基础。通过合作与自身的努力,宝马在氢能源汽车领域稳步推进。
本田则通过Clarity氢能源汽车展示了其在该领域的探索成果。这款车已在北美等地上市,续航里程达750公里,并且采用70MPa的高压储氢罐,体现了本田在氢燃料电池汽车技术上的创新与突破。
时至今日,无论是国际品牌还是国内品牌,众多车企都对氢燃料电池汽车的研发给予了高度重视。各品牌凭借各自的技术优势、市场影响力以及研发投入,在氢燃料电池汽车的不同细分领域积极布局,从乘用车到商用车,全方位地推动着氢能源汽车产业不断发展,展现了未来绿色出行与可持续交通的良好前景。