看来日本和韩国已经“铁了心”要在氢燃料电池汽车这一领域实现“换道超车”了。在前不久举行的日本东京国际氢能及燃料电池展览会上,丰田第三代氢燃料电池系统正式亮相,燃料效率比上一代提高了1.2倍,续航里程也增加了20%,此外还通过设计和制造工艺的创新大幅降低了生产成本。与此同时,韩国在补贴政策上加大扶持力度,根据韩国环境部提前确定的2025年氢燃料汽车补贴业务处理指南,计划今年向1.1万辆氢燃料汽车支付高达7218亿韩元的补助金,韩国国土交通部随后宣布,从今年3月起氢燃料公交车的燃料补贴将从每公斤3600韩元提升至5000韩元,充分彰显出抢占氢能技术高地的勃勃雄心。一直以来,日本和韩国都是全球发展氢能及燃料电池汽车最坚定的两大国家,而且起步早、专利多、推广力度大。不过,尽管比早些年相比,相关产业已经在产品、技术和成本等方面取得了不少进展和突破,但和电动汽车以及插电混合动力汽车相比,氢燃料电池汽车仍然在市场上处于“非主流”的状态,日韩的“氢能突围”之路依然布满荆棘。
日本:聚焦氢能社会构建,未来何时来?
日本在氢能领域的布局,最早可追溯至1973年能源危机之后,日本希望以氢能来解决能源问题;2014年4月,日本决定实施“能源基本计划”,确定建设“氢社会”目标;到了2017年,日本进一步发布《氢能基本战略》,成为了全世界第一个把氢能框架作为国家战略的国家;2023年6月,日本又对《氢能基本战略》进行修订,在维持近期氢能发展目标的基础上,大幅提高了中长期目标,并积极谋划构建全球性的氢能市场。
作为氢能的重要应用领域之一,氢燃料电池汽车领域的研发在日本也早于其他国家。1992年,丰田正式开始氢燃料电池技术的研发,不仅投入巨大,还积极推动氢燃料电池技术的产业化和商业化应用。2014年,丰田推出了首款量产氢燃料电池车型——MIRAI,中文名为“未来”。2020年,MIRAI又发布了第二代。而在此次展会上发布的第三代丰田氢燃料电池汽车系统,除了上文提及的燃料效率比上一代增加1.2倍、续航提高20%以及成本大幅降低外,该系统的耐用性也达到了上一代产品的两倍,与柴油发动机相当,而且采用了免维护设计。值得一提的是,本田也在此次展会上推出了新一代氢能燃料电池,输出功率达到150千瓦,制造成本比2019年版减少了一半,耐用性则提高2倍多。
然而,“起了个大早”的日本氢燃料电池汽车,其市场销量却始终未见较大起色。据报道,丰田2024年1月~11月在全球范围内仅售出1702辆氢燃料电池汽车,同比下降54%,其中,11月的全球销量更是只有134辆。日本汽车经销商协会(JADA)数据显示,2023年日本国内仅售出422辆燃料电池汽车,较2022年的848辆几近“腰斩”,更是只有2021年(2464辆)的零头。2024年上半年,虽然日本燃料电池汽车销量有所回升,但估计到当年底的累计保有量只能勉强达到1万辆。
掣肘日本燃料电池汽车发展的原因之一,是加氢站数量偏少。日本经济产业省的数据显示,截至2023年底,日本国内加氢站总量为160多座,主要分布在东京、大阪等大城市及其周边地区。此外,日本的氢气价格也较高,金联创氢能数据库最新数据显示,日本加氢站的氢气平均价格为90元/公斤,比中国的46元/公斤高96%。对此,中国工程院院士干勇在接受媒体采访时直言:“日本氢能战略发展受阻是多方面因素综合的结果,绿氢发展滞后是重要因素,还有其他的阻力也不能忽视。”
韩国:奋起直追的“后起之秀”
虽然比日本起步晚,但韩国发展氢能及燃料电池汽车的决心和信心绝不比日本少。
2018年,韩国把“氢经济”设定为创新增长三大战略投资领域之一,设立了成为生产和应用氢能燃料电池汽车的全球领导者的目标;2019年,韩国通过《氢经济搞活指南》、《氢技术开发指南》,提出从碳经济转换成氢经济的政策性、技术性蓝图;2020年2月,韩国制定了《关于发展氢经济与安全管理氢气的法律》,在政府层面树立了积极的扶持体系。
作为韩国最大的汽车集团,现代汽车于1998年踏上氢燃料电池汽车的赛道。2013年,现代汽车成为全球首家实现氢燃料电池车(ix35)量产的企业;2018年,推出氢燃料电池车NEXO;2021年9月,现代汽车集团发布了“氢能愿景2040”,计划2030年之前所有商用车型全部搭载氢燃料电池系统。
遗憾的是,韩国氢燃料电池汽车的销量也并不高。综合韩国五大整车厂商(现代、起亚、韩国通用、雷诺韩国和KGM)最近发布的销售业绩,2024年韩国新能源汽车销量达到了45万辆,创历史新高,但氢燃料电池汽车的销量却同比大减36.4%,仅有2751辆。
韩国在推广氢燃料电池汽车的道路上,同样遭遇了基础设施不足以及氢气价格过高的困难。韩国氢气流通信息系统数据显示,截止2024年7月,韩国共有加氢站176座,全国加氢平均价格约为52元/公斤左右。不过,韩国正在从政策层面加大对氢气补贴的力度,以此降低运营商的成本。今年2月23日,韩国国土交通部宣布,自3月起,韩国氢燃料公交车的燃料补贴将从每公斤3600韩元大幅提升至5000韩元。补贴提升后,氢动力公交车运营商的实际燃料成本负担将减少约22%,城市公交车每年的燃料成本也将与电动公交车相当。
值得注意的是,前不久韩国发生了引进氢燃料汽车以来的首次车辆爆炸事故,这引起了韩国民众的担忧。2024年12月,韩国一辆氢燃料公交车在加氢过程中发生爆炸,致三人重伤,忠州市随后停运了在运营的18辆氢燃料公交。就在该事故发生的两个月前,现代汽车北美公司宣布在美国召回1568辆氢燃料混动汽车,召回原因为车辆存在氢气泄漏的问题,此次召回的车辆恰是现代汽车在目前市场上主流的氢燃料汽车产品。安全问题仍是重中之重。
优势明显,亦挑战重重
业内专家认为,在发展氢燃料电池汽车的道路上,日本和韩国优势非常明显。例如日本拥有大量专利,仅在2011年~2020年期间,日本申请的氢能相关专利就超过了14万项;韩国则背靠全球第三大销量的汽车集团,且在氢燃料电池汽车的推广和应用方面拥有不少实践经验。
此外,日本和韩国在产业链方面的布局也日趋成熟。例如在此次展会上,日本川崎重工展示了研发的第二代超低温大容量运氢船,能在负253度的环境下一次搬运16万立方米液态氢;日本钢铁集团JFE和帝人化学公司合作研发的高压氢气输送管道也在展会上亮相。韩国专注于生产液化氢的SK集团在仁川建成了全球规模最大的工厂,每年可供应3万吨液化氢,足以支撑约5000辆氢能公交车一年的运行。
不过,目前日韩两国的氢燃料电池汽车也面临着重重挑战。例如全球氢燃料电池汽车面临的共性问题,包括产品成本居高不下、氢气价格较高、加氢站数量不足以及安全问题等。
但与这些相比,更“要命”的是两国在技术路线上的“失误”。众所周知,我国在发展氢燃料电池汽车的早期就主打商用车市场,而日本和韩国一直重点推广乘用车产品。在业内专家看来,由于加氢站建设费用昂贵,大面积铺开加氢站建设在投资上压力巨大。而商用车行驶路线相对固定,通过精准布局可以减低对加氢站数量的要求。因此,即便是数量有限的加氢站布局也可以形成有效的商用车应用场景。与之相反,对自由度要求极高的乘用车需要加氢站覆盖的面积和数量要大得多,如果加氢站达不到一定程度的体量,追求便利性的乘用车就很难从燃油车切换到燃料电池车。
就目前形势而言,中国不仅已成为世界上最大的产氢国和氢气应用国,而且加氢站数量也位居全球第一。根据中国汽车工业协会公布的数据,2024年我国燃料电池汽车产销分别达到了5548辆和5405辆。近段时间以来,中国氢燃料电池汽车产业链的国产化进程不断加快,绿氢成本也正在逐渐接近化石燃料的价格。当然,中国的氢能与燃料电池汽车产业也面临着部分关键核心技术缺失以及规模化不足等问题,亟待解决。
为了扭转在电动化赛道上落后于中国的失利局面,日本和韩国拉上了新的“盟友”,共同加码氢燃料电池汽车。前不久,日本、韩国和美国宣布,将从2025年2月起正式启动氢能源汽车联合研发计划,准备投入超过200亿美元的研发资金,联合10个国家级研究院,重点攻关氢能源制备、储存和车载应用三大核心技术。三国表示,由日本输出技术,美国提供AI算法,韩国负责量产经验,并将建立技术封锁机制,严防核心技术流向中国、俄罗斯等国家。
这一场关于氢能和燃料电池汽车的全球角逐,终局尚未明朗,日韩又能否稳定并扩大在氢能及燃料电池领域的现有优势,以实现在新能源汽车领域对中国的赶超,让我们拭目以待。
注:本文首发于《汽车纵横》杂志2025年3月刊
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