日本宣布停止氢燃料电池研究,为何日本放弃了氢燃料电池
2018年,据《日本经济新闻》报道,日产宣布暂停与戴姆勒及福特合作开发燃料电池车的计划,将力量集中于发展电动汽车。曾经受热捧的氢燃料电池技术在其大本营日本遭遇发展阻碍。
不止日本宣布停止氢燃料电池的研发,同一时间,福特汽车与戴姆勒位于不列颠哥伦比亚省本那比的燃料电池合资公司在2018年夏季关闭。不过,分分合合乃商家常事,那边各自忙着分手,这边奥迪和现代宣布达成专利交叉许可协议,将共同开发氢燃料电池汽车。
所谓的氢燃料是一种将氢气和氧气结合起来产生电力、水和热的电化学装置。其反应产生的废料除了微量的二氧化碳和氮氧化物外,主要是水。燃料电池的做功比氢气单纯燃烧的效率要高2-3倍,且安静无污染。看起来相比传统电池更环保、更有优势,但为何日本宣布停止氢燃料电池的研发呢?
技术难
了解燃料电池电堆部件的人,对燃料电池“质子交换膜”的核心技术并不会陌生,然而截至目前,全球能够商业化供应氢燃料电池质子交换膜材料的公司除了美国杜邦,再无他家。日本境内也有一家公司同样可以生产,但出于众所周知的原因,这家公司拒绝对任何国家销售该产品。
成本高
燃料电池车相对独立复杂的动力系统直接导致燃料电池车的成本增加。譬如丰田Mirai售价6.9万美元(折合人民币约45万元),远高于其他动力形式的同级别车辆。根据数据显示,目前建成一座加氢能力大于200公斤的加氢站需要1000多万元,如此高昂的建设成本显然是加氢站快速发展的最大障碍。
此外,在目前技术条件下,氢燃料电池的催化剂是铂金。铂金全世界产量很低且价格昂贵(大概是黄金的2倍),全球年产量约为两百吨,60%还被用作首饰材料。而且铂作为催化剂对氢气纯度要求较高,需要达到99.99%以上。
安全性
燃料电池加氢的背后,需要一整套氢能源生产和运输网络作为支撑。氢气本身的安全问题、加注氢燃料时的安全及操作过程中的安全问题都需要解决好。普遍来说,加氢站储氢装置应该满足能承受高压、具备在线监测功能、发生危险自动报警、良好的经济性要求。显然,满足这些要求的加氢站在初期的建设成本不会低。
因此,尽管学界和产业界普遍认同氢燃料能将极大的丰富未来的能源体系,各国家、企业也都对燃料电池汽车市场抱有很大的热情和希望;但是不断清洁化的传统石化能源以及更多能源储备的发掘,都将为氢能的大规模利用带来不确定性,而且核心技术、车辆和加氢站的巨大成本、安全问题都是横跨在政府和企业面前的难题。综上,也不难理解日本放弃了氢燃料电池研发工作的原因。