爱驰大挑战：甲醇氢燃料电池汽车

全球首款搭载甲醇高温重整制氢燃料电池系统的电动跑车——Gumpert Nathalie，是爱驰德国子公司爱驰恭博的产品

“完整地叫：甲醇重整制氢高温燃料电池电堆作为增程器的动力总成解决方案。”

11月8日，爱驰汽车联合创始人兼总裁付强，在爱驰嘉定技术中心面对几十家媒体，如此描述爱驰汽车在纯电动之外的另一个动力系统解决方案。

这种方案，等于是甲醇重整制氢+氢燃料电堆+纯。看起来有点反常识，一般而言，能量转化过程越多，损耗越大，效率越低；同时，系统越复杂，出错概率越高，稳定性越差。但这一方案中，能量在车上要转换4次（甲醇化学能-氢化学能-电能-动能），同时车内有3个能源转换系统（制氢、发电、电驱）。

挑战巨大不言而喻。爱驰为什么选这个技术路线？方案具体是怎样的？可行性如何？来听听付强和爱驰汽车副总裁吴畏的解答。

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为什么是甲醇

爱驰为业界所熟知的是纯电动汽车创业公司，首款车U5已经亮相，将在近期上市。为什么爱驰在纯电动之外，还需要一个新的动力系统解决方案？

“电动化在应用层面，还是有一些痛点，比如说里程焦虑症、充电便利性（难题）仍然存在。”付强说，在局部市场，在公路干线交通中，纯电动汽车应用可能没有问题，但是支线交通还有问题。“如果电动化的趋势不变的话，我们需要一个解决方案。”这一方案，在电驱动的前提下，要实现更长续航里程和更方便的能源补给。

爱驰纯电U5测试车

付强强调，做甲醇重整制氢燃料电池汽车不是心血来潮，而是有长期考虑。他说，2017年年初，爱驰在为纯电动平台和U5做规划时，考虑到未来的市场，纯电动不能单一地解决需求，所以也考虑了别的技术路线，也包括混动和增程。“有一点很明晰，我们不再去触碰任何石化燃料，就是目前的汽柴油和内燃机解决方案。”

最后，各种选项逐渐排除，可选项不断收窄，“到我们觉得应用氢还是比较重要的”。

为什么不是直接做氢燃料电池车？

“在全国范围内形成一个以供氢的网络，达到现在石化燃料的水平，我认为没有二三十年根本做不到的。如果我们认为氢是未来的话，那怎么能够解决氢能源的问题，这是我们当时思考的路径。”付强说。

付强还指出一点，氢的来源分在线制氢或者集中制氢，取决于不同落地的应用场景的情况。比如说像大型车，可能更适合于集中制氢；像小型车，有一些地方氢基础设施容易形成，有财力，但有的地方它就不行，那么就是适合在线制氢，也就是甲醇重整制氢。

吴畏也解释说，氢的最主要问题是很难储存，很难运输，甲醇正好可以作为氢的很好载体。“哪怕以后纯氢燃油电池发展起来，甲醇可能也是一个不可替代的运输媒介。”

在加注方面，加氢站建设往往高达上千万。但是付强介绍，将加油站改建为甲醇加注站，费用仅7-15万人民币。“我们没给社会重新添麻烦。”

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集成复杂系统

电驱是必然方向，由此又选定了氢来发电，然后又选择了甲醇重整制氢。现在爱驰的问题是，怎样在车上实现这个能源转换的过程。

“重整器已经不是新的技术。”吴畏说，高温燃料电池也在固定电站上用得非常广泛。

“其实（这一解决方案所需）技术都在，它不是我们发明的。像重整器，像高温燃料电池，像空压机，而且每个领域人家都是专业的。”付强强调，整车厂不是各项技术的发明者，而是整合者。“我们为了把合作搞得更紧密，可以从资本层面介入到他们那里面去。”

爱驰从资本层面介入技术提供商的最重要举措，在于投资了丹麦的蓝界科技。

11月7日，在进博会同期活动“全球汽车发展趋势论坛”上，爱驰汽车与丹麦甲醇燃料电池研发和制造公司Blue WorldTechnologies（蓝界科技）签署战略合作框架协议，围绕技术、产品、服务、前瞻、投资等领域展开合作。爱驰成为蓝界科技管理层之外最大股东。

蓝界科技成立时间不长，但创始团队有在燃料电池界的长期经验。

蓝界科技的官方网站上介绍说，该公司专注于开发和生产甲醇重整制氢燃料电池零件和系统，特别是在汽车上的应用，用于取代内燃机。

蓝界科技的甲醇重整制氢燃料电池系统，已经先安装到了爱驰德国子公司爱驰恭博的产品GumpertNathalie上。Gumpert Nathalie是全球首款搭载甲醇高温重整制氢燃料电池系统的电动跑车。

吴畏介绍，Nathalie已经跑了5万公里，“证明这套系统是没有问题的”。

在爱驰嘉定技术中心，我们也看到了爱驰将底盘改造过的甲醇重整制氢燃料电池底盘。在这一底盘中，动力电池仍然还有三分之一的空间。吴畏介绍说，当前方案还会有18度电池，目前采用的也是宁德时代的三元电池，但是属于功率性电池，而非能量型，充放电倍率性能更佳。目前，这一底盘还不包括甲醇罐，未来爱驰希望将甲醇罐也集成到底盘上。

爱驰集成了甲醇重整器和氢燃料电池堆及动力电池的底盘

从蓝界科技官方网站看，甲醇罐则在底盘后方到后轴之间。

18度动力电池也不算少，爱驰可能也会提供插电方案，也就是可以外接充电，很多城市内短途的代步需求，也许日常充电就能解决。

这一方案中的高温燃料电池堆，如同现在国内的氢燃料电池汽车一样，实际是一个増程器，并不是全功率直接驱动汽车的。而是会在一定功率下，给动力电池充电或者参与直驱。当直驱+动力电池驱动时，这里是一个混动模式。

甲醇重整制氢高温燃料电池堆，和现在普通氢燃料电池堆，最大区别是，前者加注甲醇，在车上产生氢，而后者需要加注氢气。当然，缺点是，这一系统仍然排放二氧化碳，并非零排放方案。但是如果全生命周期考察，付强提供的数字是，与电力(煤电占比重超过50%)相比减少40%碳排放，与汽油车相比减少67%碳排放。和内燃机相比，这一系统也不排放有害气体。二氧化碳如果加上捕获处理装置，也能控制排放。蓝界科技的底盘最后面圆筒状的装置，可能就是一个二氧化碳捕获处理装置。

甲醇重整制氢高温燃料电池堆原理

总体而言，确实这一解决方案中的各项技术都不是新技术，在其他领域都有应用，但是集成在一起，并且装载在运动的车辆上，还是巨大挑战。

吴畏表示，这正是爱驰正在努力的地方，将各项系统集成管理，将各种部件、系统都做到车规级。至于系统的效率，他表示，“甲醇重整的效率很高，可以达到百分之九十几，甚至达到百分之百。但是燃料电池效率可能会下来，大概60%。总体是百分之五十几，中间可能还有些消耗，转化效率可以达到45%，这已经很高了。”

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经济性如何？

在11月7日的进博会“全球汽车发展趋势论坛”上，蓝界科技首席商务官Mads Friis Jensen,被要求用一句话总结甲醇燃料电池汽车的好处。

他就说了一个词组：cost-effective（划算的）。

根据爱驰的计算，百公里能源成本方面，甲醇燃料电池汽车可以达到10.5元，和用私桩充电的电动汽车接近，比汽油、直接用氢的燃料电池汽车要便宜非常多。

付强、吴畏认为，不仅仅是使用成本，全生命周期来看，甲醇燃料电池汽车也是更经济的。

制造成本方面，按爱驰规划，2023年规模化生产之后，制造成本将优于纯电动汽车。

爱驰目前已经与山西高平市签约，建设甲醇制氢燃料电池动力系统制造基地。

基础设施方面，如前所述甲醇加注在加油站基础上改造，只需要增加7-15万元。

在运输方面，由于甲醇在-97.0 °C to 64.7 °C都是液体，比较方面长距离运输，而且可以长时间储存。

在甲醇价格方面，吴畏表示，目前甲醇在2100元/吨，但最便宜的可以做到700元。产量方面，根据工信部解读《关于在部分地区开展甲醇汽车应用的指导意见》，2017年国内甲醇产能为8351万吨、产量为6147万吨，开工率约74%，处于产能过剩状态。

从账面上看，甲醇燃料电池汽车经济性确实不错，当然能否落地，还要看各系统落地表现。

爱驰汽车新提出的甲醇燃料电池汽车方案，和纯电动汽车相比，根本不同在于，试图从整个能源系统的角度，去解决交通出行的节能、减排、降本的问题，而不是从单一环节入手。但是其牵涉面也很广，不仅要做好车上的动力系统集成，还需要动员能源生产企业、储运、加注企业的联动推进，挑战着实不小。

付强倒是对这一解决方案颇为自信，甲醇和氢目前的势头正好。而且，“我们不需要大风。”他说，“有点小风我们就能够飘起来。”