觀察這些鼓吹甲醇燃料電池利好的內(nèi)容,無(wú)一例外都提到了3月,由8部委聯(lián)合下發(fā)的《在部分地區(qū)開(kāi)展甲醇汽車(chē)應(yīng)用的指導(dǎo)意見(jiàn)》。但通讀意見(jiàn)全文即可發(fā)現(xiàn),以意見(jiàn)稿為由頭大肆宣揚(yáng)甲醇燃料電池頗有喧賓奪主之嫌,而所謂“重磅利好”也有些言過(guò)其實(shí)。
甲醇汽車(chē)VS甲醇燃料電池汽車(chē)
意見(jiàn)確實(shí)在“加快甲醇汽車(chē)制造體系建設(shè)”條款下點(diǎn)出“鼓勵(lì)和支持企業(yè)研發(fā)甲醇混合動(dòng)力汽車(chē)、甲醇增程式電動(dòng)汽車(chē)、甲醇燃料電池汽車(chē)產(chǎn)品”。但主要強(qiáng)調(diào)的是“重點(diǎn)在山西、陜西、貴州、甘肅等資源稟賦條件較好且具有甲醇汽車(chē)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的地區(qū),加快M100甲醇汽車(chē)的應(yīng)用。”
沒(méi)錯(cuò),“加快M100甲醇汽車(chē)應(yīng)用”才是此次意見(jiàn)稿的核心目的。而“M100甲醇汽車(chē)”與“甲醇燃料電池汽車(chē)”雖然都用到了甲醇,實(shí)際概念卻差著十萬(wàn)八千里。
甲醇汽車(chē)是指使用甲醇和汽油混合物為驅(qū)動(dòng)燃料的汽車(chē)產(chǎn)品。M100甲醇汽車(chē)則是指甲醇含量100%,不添加任何汽油的純甲醇燃料汽車(chē),燃料直接裝在汽車(chē)油箱中。對(duì)應(yīng)以甲醇含量作為標(biāo)記,摻入一定汽油作為燃料的甲醇汽車(chē)還有M15、M30、M50、M85等型號(hào),相應(yīng)甲醇摻入量分別為15%、30%、50%、85%。
而甲醇燃料電池汽車(chē)則靠電力驅(qū)動(dòng),根據(jù)燃料電池工作原理的不同主要被分為兩類(lèi):一類(lèi)采用直接甲醇燃料電池(質(zhì)子交換膜燃料電池中的一類(lèi)),可使用水溶液及蒸氣甲醇為燃料供給來(lái)源發(fā)電,為車(chē)輛提供動(dòng)力支持。
另一類(lèi)采用甲醇重整制氫技術(shù),車(chē)輛上配備的甲醇重整器替代儲(chǔ)氫罐裝置,將甲醇和水的混合液被轉(zhuǎn)化為富氫重整氣,作為電池發(fā)電原料,進(jìn)而支持車(chē)輛運(yùn)行。
“直接甲醇燃料電池目前的技術(shù)狀態(tài)只適用于固定式發(fā)電,能量密度沒(méi)有其他類(lèi)型的燃料電池高,單模塊功率沒(méi)法做到500W,不符合車(chē)用需求,幾乎很少被運(yùn)用在汽車(chē)上。”行業(yè)人士表示:“現(xiàn)在運(yùn)用于汽車(chē)驅(qū)動(dòng)方面的主要是甲醇重整制氫技術(shù)。”去年已在昆山投運(yùn)的東風(fēng)T7廂式貨車(chē)(輕卡)、愛(ài)馳旗下的Gumpert Nathalie燃料電池超跑,以及電咖計(jì)劃跨領(lǐng)域推出的燃料商用車(chē)都采用了甲醇重整制氫燃料電池技術(shù)。
再把視線落回意見(jiàn)稿本身,業(yè)內(nèi)人士表示:“意見(jiàn)加快推動(dòng)甲醇汽車(chē)應(yīng)用,與當(dāng)前國(guó)內(nèi)燃料電池車(chē)推廣的目的不盡相同。燃料電池車(chē)推廣強(qiáng)調(diào)的是清潔減排,而甲醇汽車(chē)的推廣則更多地承擔(dān)著現(xiàn)實(shí)的車(chē)用燃料多元化、能源安全和替代的壓力。”
另一位資深行業(yè)人人士補(bǔ)充:“我國(guó)煤炭資源豐富,但將近40%的高硫煤炭等劣質(zhì)煤炭無(wú)法在工業(yè)上應(yīng)用,發(fā)展甲醇有利于喚醒這些沉睡的資源。此外,甲醇資源廣泛且生產(chǎn)技術(shù)成熟,使用成本更低,與汽油車(chē)相比,甲醇汽車(chē)大約可減少20%-30%的燃料費(fèi)用。”當(dāng)前國(guó)內(nèi)吉利汽車(chē)、陜重汽、宇通汽車(chē)、一汽靖燁等企業(yè)已擁有甲醇汽車(chē)專(zhuān)有技術(shù),也是甲醇汽車(chē)推動(dòng)的積極參與者。
甲醇燃料電池車(chē)的優(yōu)勢(shì)
縱然此次甲醇燃料電池汽車(chē)的“熱”借意見(jiàn)稿“炒作”的嫌疑頗大,但甲醇燃料電池汽車(chē)從20世紀(jì)到現(xiàn)在的發(fā)展歷史卻不容置疑,奔馳、本田都曾是這一領(lǐng)域的先鋒探索者。在國(guó)內(nèi)外日益重視燃料電池車(chē)發(fā)展的當(dāng)下,甲醇重整制氫技術(shù)路線(甲醇燃料電池車(chē)用主流選擇)也憑借更低的配套設(shè)施建設(shè)代價(jià)、儲(chǔ)運(yùn)難度和成本得到了新的關(guān)注。
1997年,奔馳推出了采用甲醇水蒸氣重整技術(shù)的第三代FCV產(chǎn)品Necar 3,該車(chē)型配備了38L的甲醇箱,可支持Necar 3續(xù)航里程超300km。后續(xù)推出的電池體積更小、功率更高,續(xù)航里程更長(zhǎng)的Necar 5被譽(yù)為可以上市銷(xiāo)售的成熟甲醇燃料電池車(chē)產(chǎn)品。豐田也在1999推出了采用甲醇重整器和自制PEFC的FCX-V2車(chē)型。國(guó)內(nèi)則從2010年起嘗試將甲醇重整燃料電池系統(tǒng)集成到汽車(chē)應(yīng)用領(lǐng)域。
從技術(shù)細(xì)分來(lái)看,已形成“甲醇重整+高溫燃料電池”、“甲醇重整制氫+氫氣提純+低溫燃料電池”、“甲醇重整+除CO裝置+低溫燃料電池”3條主要技術(shù)路線。
根據(jù)國(guó)內(nèi)外積累的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn),甲醇燃料電池汽車(chē)具備燃料來(lái)源豐富、配套設(shè)施更換難度小、綜合使用成本低等優(yōu)點(diǎn)。
除了上文提到的煤制甲醇外,甲醇還可通過(guò)天然氣、焦?fàn)t氣、生物質(zhì)木材、秸桿等制取,凡是可燃燒的有機(jī)物均可用于甲醇生產(chǎn),將來(lái)甲醇甚至可用二氧化碳與氫合成。
與此同時(shí),甲醇燃料電池加注配套設(shè)施僅可在現(xiàn)有加油站網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上增加甲醇加注功能即可,設(shè)備更換操作方便,成本較低,利于汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的規(guī)?;茝V應(yīng)用。
低制取成本和減少零部件環(huán)節(jié)等的綜合作用下,甲醇燃料電池汽車(chē)的使用成本也更為低廉。相關(guān)車(chē)企負(fù)責(zé)人透露,當(dāng)前甲醇燃料電池客車(chē)采用的甲醇混合液成本約為1-1.5元/L,折合0.9-1.3元/kWh,低于當(dāng)前汽油和氫燃料電池價(jià)格,較為接近純電動(dòng)客車(chē)的電費(fèi)成本(1.2-1.6元/kWh)。
這樣的優(yōu)勢(shì)吸引了東風(fēng)、愛(ài)馳和電咖對(duì)甲醇燃料電池車(chē)的研發(fā)。2018年10月,全球首臺(tái)基于甲醇重整制氫技術(shù)的東風(fēng)T7廂式貨車(chē)(輕卡)在昆山正式投入商業(yè)運(yùn)營(yíng);愛(ài)馳旗下的Gumpert Nathalie燃料電池超跑號(hào)稱(chēng)最高續(xù)航里程1200km,整體性能令人垂涎,預(yù)計(jì)在2019年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)交付 ,售價(jià)約為5000萬(wàn)日元;電咖汽車(chē)在燃料電池汽車(chē)推廣熱潮下,對(duì)外宣稱(chēng)將推出采用甲醇重整制氫技術(shù)的燃料電池商用車(chē)產(chǎn)品,來(lái)應(yīng)對(duì)日益激烈的新能源汽車(chē)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)壓力。
商業(yè)化落地仍有阻礙
盡管搭載甲醇重整制氫技術(shù)的燃料電池汽車(chē)優(yōu)點(diǎn)十分顯著,但難度也不可忽視,事實(shí)上已有部分技術(shù)路線被放棄。有行業(yè)人士透露“甲醇重整制氫+低溫燃料電池”的技術(shù)路線從當(dāng)前的實(shí)際來(lái)看已經(jīng)基本被放棄。而“甲醇重整制氫+高溫燃料電池”存在啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)、系統(tǒng)功率小、部分核心部件和控制系統(tǒng)的復(fù)雜等問(wèn)題,阻礙著甲醇燃料電池車(chē)的大規(guī)模落地推廣。
為滿(mǎn)足高溫甲醇重整器與高溫電堆的匹配和工作穩(wěn)定性,甲醇重整制氫器的工作溫度需達(dá)200℃以上,僅借助外部加熱使燃燒室溫度升至標(biāo)準(zhǔn)溫度的操作就需耗時(shí)約30分鐘,由此帶來(lái)的啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)、響應(yīng)速度慢等問(wèn)題十分顯著。此外,還需要與超級(jí)電容或鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)并聯(lián)使用來(lái)滿(mǎn)足產(chǎn)品對(duì)電能的動(dòng)態(tài)需求。
另一方面,盡管仍有企業(yè)在進(jìn)行相關(guān)的產(chǎn)品、技術(shù)攻關(guān),但市面上幾乎沒(méi)有成熟的產(chǎn)品流通,這意味著甲醇燃料電池汽車(chē)的系統(tǒng)及可靠性仍有待更多數(shù)據(jù)驗(yàn)證。這讓不少業(yè)內(nèi)人士仍對(duì)甲醇燃料電池在汽車(chē)領(lǐng)域的應(yīng)用持保守態(tài)度。
“奔馳Necar 5原本預(yù)計(jì)2010年上市,但最后無(wú)疾而終,可以想象的是在實(shí)際推廣或運(yùn)行過(guò)程中,至少甲醇燃料電池乘用車(chē)仍存在暫時(shí)無(wú)法克服的阻礙。”一位燃料電池提供商坦言:“事實(shí)上,車(chē)上空間有限,運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜,再裝一個(gè)小型化工重整裝置的想法并不現(xiàn)實(shí),裝置的穩(wěn)定性和工作效率無(wú)法得到有效保證。”
但也有業(yè)內(nèi)人士持中立看法,認(rèn)為甲醇燃料電池汽車(chē)是更接地氣的選擇,在氫燃料電池車(chē)運(yùn)營(yíng)成本未下降到預(yù)期時(shí),可被視為節(jié)能減排的補(bǔ)充方案。