欧洲采用协同和成本效益方式促进燃料电池制造
2016-10-12 来源：中国经济网
在开发汽车氢燃料电池方面，欧洲一直落后于亚洲和北美洲。为此，欧洲主要汽车制造商、零部件制造商和研究机构采取多项举措，帮助欧洲相关产业追赶其他国家，有效地建立自身的知识、技术和竞争能力。
目前，欧洲道路上行驶的绝大多数氢燃料电动车（包括公交车和越来越多的私家车）依赖于日本、加拿大和美国公司的燃料电池组。燃料电池组包含一项关键部件——双极导电板和膜电极组件，这一组件促使氢和氧发生电化学反应，转化为驱动车的电能。因此，燃料电池组都是氢动力汽车的核心，乃至可持续、高效、无污染的交通业的核心。
德国一家研究机构ZSW的燃料电池基础部负责人路德维格·约里森（Ludwig J?rissen）解释说：“欧洲工业用燃料电池开发一直缺乏应用于汽车的先进电池组产品和有竞争力的电池组供应商。只有少数欧洲供应商能按要求的规格提供成熟的部件，这导致欧洲汽车制造商多使用国外（尤其是日本和加拿大）的部件”。
近年来燃料电池和氢联合执行体（FCH JU）资助了一系列项目，这种情况正在逐渐改变。FCH JU是欧洲一家支持在该领域研究和示范活动的公私合营组织。
FCH JU于2009年发起了AUTO-STACK项目，为欧洲燃料电池组行业奠定了基础。之后，FCH JU通过STACKTEST项目建立了行业的测试规范和标准。目前正在进行的项目是AUTO-STACK Core。这些项目汇集了主要利益相关者（尤其是中小型企业），通过协同的方式推动先进燃料电池组在欧洲的商业化生产。
作为这三个项目的协调员，约里森指出这些努力推动该行业取得了长足进步，表现为部件性能的显著改进。这使欧洲供应商燃料电池组的商业化生产满足了耐用性、效率、功率密度和成本方面的要求。
最新开展的AUTO-STACK Core项目在以往项目的基础上，建立了一个大幅度提高规模效益和降低个别厂商主要投资成本的平台。通过共享适用于不同汽车和汽车类别的同一项电池组技术和硬件，该项目解决了燃料电池组制造和商业化过程中面临的许多关键的研究、开发和成本效率方面的挑战。
AUTO-STACK Core项目涉及3个整车生产企业，3个系统集成商、3个组件制造商和5个研究院所。该项目迄今已开发出能够产生95千瓦（kW）电量、仅重47千克、体积为35升的燃料电池组，达到市场上具有竞争力的2.8KW/l的功率密度。目前正在进行测试的二代产品重量下降至33.4千克，体积为29.3升，而电池组功率保持不变。
鉴于其较高的功率密度及较低的运行温度和压力，这类燃料电池采用高分子电解质膜（PEM）技术和现行应用于氢动力汽车的标准。但这类燃料电池的成本仍是一项挑战，主要是由于膜中使用铂金作为电化学反应的催化剂。约里森指出，这是全球所有制造商全球面临的一个问题，只有通过发现一种革命性替代品来解决。
约里森介绍道，“在AUTO-STACK Core项目中，我们进行了大量的成本工程，以确保我们正在开发的组建具有成本竞争力。这在很大程度上可以通过限额成本涉及的方法和建立规模经济来实现。只要每年有几万部车（在汽车行业这一数量相当少）使用我们的方法制造这些部件，这些部件就将具有商业利益”。
该项目的目标是能将电池组定价在每千瓦40欧元以下，而这一价格只能通过分摊开发通用电池组硬件平台的初始成本来实现。这将使制造商在商业化阶段的初期形成规模经济，在商业化初期单个使用量还较低。
“制造商当然可以独立开发燃料电池组，但他们将重复开发过程，增加行业的成本，”约里森提出，“我们所要说的是，更好的作法是先共同开发基础性平台，在市场更成熟时再由制造商进行不同的具体设计。”
类似的业界共同合作的需求也体现在STACKTEST项目上。该项目研究和验证全行业统一的燃料电池组性能、耐用性和安全性的测试程序。该项目对国际标准的制定作出了重要贡献，特别是对汽车燃料电池测试的国际电化学委员会标准作出了显著贡献。
所有这些进步都指向这一行业的日益成熟和汽车领域氢燃料电池的功能完善，但未来在通过研发提升性能和效率方面仍有很大空间。
随着环保意识的增强和更严格排放法规的生效，欧洲道路上行驶的氢动力汽车越来越多。几年之内，欧洲可能就能将氢气转换为清洁、高效电力的车载燃料电池组进行商业化生产。
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