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不是EV或者FCEV 2050年的丰田

3月16日、17日,《THE PAGE》刊登了汽车评论家池田直渡的《寺师副社长采访录》,该内容将在《丰田时报》上连载5天。

丰田汽车公司即将开始对月球表面的探测项目,副社长寺师茂树先生借用丰田章男社长的话说,这一挑战是在月球上实现地球汽车技术“现实与虚拟的融合”。丰田经常被指出在电动汽车方面发展迟缓,丰田的技术高层领导将如何考虑电动化作为世界汽车发展潮流的新时代战略?汽车评论家池田直渡为此做了深入采访。此为5篇连载的第四篇。

图为受洛杉矶市港口的委托,为实证实验而制作的FCEV卡车。过去也用过EV,但充电时效率存在问题。

未来30年能源基础设施会逐渐变化,根据巴黎协定,日本到2050年的目标是减少80%的温室气体排放,那么丰田将如何为之奋斗呢?

如果必须将当前社会中的二氧化碳排放量减少到1/5的话,内燃机汽车就不能继续存在,那么只好让整个社会大大缩小经济活动了。如果只考虑汽车,实现氢能源社会就是极为重要的事情。

现在丰田安装在MIRAI车型上的FC(燃料电池)组块很适合用于室内工作的叉车上,因为零排放特性能使室内空气保持清洁。FCEV(燃料电池汽车)的适用范围正在扩大,比如还有安装两套组块的大型巴士SORA等等,那么今后FCEV将会怎样发展呢?

目前丰田只占全球份额的11~12%左右

汽车中心的银色金属块是FC燃料电池堆,2个黄色的圆筒为高压储氢罐。

池田:
到目前为止,HEV(混合动力汽车)无疑是很现实的,但据说将来不达到PHEV(插电式混合动力汽车)就不能减排达标。有人说那时EV(电动汽车)和FCEV将加入轿车主流,关于商业用车我稍后再问,先请教您,丰田现在必须要做的是什么?以及FCEV有哪些优势?

寺师:
我们说过EV和FCEV并非截然不同的东西,但FCEV技术革新的重要一项是极力缩小成为发电核心的组块体积。同时降低成本也要花很多时间来解决,因此需要EV先行并不断普及,FCEV跟在后面。如果FCEV的发电组块和氢罐能变得更加小巧紧凑,EV电池的装载量也能进化得更小,那么将组块和氢罐装进EV车里的话,EV车就可以变为FCEV车了。

池田:
那就是说,并非后来转换(到时候改造成FCEV),而是演变到FCEV,对吗?

寺师:
是的。我们准备明年推出第二代FCEV,第三代也在同时开发。第3代FCEV的氢罐、发电组块,都是详细观察了其他公司的EV车后决定尺寸的。

池田:
也就是您刚才说的,为了成为系统供应商吧?

寺师:
对。比如要是有EV技术的公司说:“从这个地区的能源特点来看,我们还是想卖FCEV车啊”,那么就减少电池数量并降低价格,然后把丰田的FC组块和氢罐装进去,把电机从EV变成FCEV,只不过需要适合各家公司车辆的不同尺寸而已。

池田:
您对发电组块的目标尺寸大概是现在的百分之多少?

寺师:
大概60%左右。要安装在小型、中型和大型车中,那时跟EV车调整电池数量一样,只要调整组块内部的单个数目就可以调节体积了。

池田:
那就是做成可变的吗?

与汽车的尺寸相比,能看出放置在车台上的电池堆和高压储氢罐的体积相当大。

寺师:
如果是卡车或巴士,就请他们安装两套,只要预先做出各种尺寸的FC系统,就能应对各种需求。各地区情况不同,比如某城市有很多氢,其城市规划是今后建造很多加氢设施,而现在FC系统紧凑化和低价格化还不够成熟,所以他们可以先考虑能否在EV卡车和巴士中采用,等到时机成熟,就放入FC发电组块和氢罐,利用原有电机,进行协调控制,马上就能改造成FC车辆。卡车和巴士很容易改造,电动化部分基本是一样的,因此所谓“电动化全面网罗”并非对各种各样的系统进行单独开发。

池田:
就是说因为地区、需求不同,所以要精心制作出基本性一致的,能应对各种需求的东西来。

寺师:
嗯,是的。比如在混合动力的引擎处放置发电组块,再看在什么地方放入氢罐,那就成了真正与混合动力结构完全一样的FCEV了。因此今后的关键就在于缩小系统空间、降低成本,拿出价格更便宜的系统。

池田:
现在的氢罐不是也很贵吗?它与发电组块的价格比例是怎样的呢?

寺师:
组块是很贵的,因为使用了白金,所以对于像催化剂、贵金属等必须依靠新技术去减少使用。

池田:
看来为普及环保车而降低成本是很重要的,但是使用稀有材料很难做到啊。这是一定要解决的。那么制作起来很费事的氢罐又是怎样的呢?

寺师:
氢罐现在是想做成高压的,想多装氢。

池田:
现在电极是用碳精棒做的吧?据说是手工作业,相当费事。

寺师:
是碳精棒,制作时缠在树脂胶囊上,在不久的将来还必须考虑液态氢。

在不久的将来还必须考虑液态氢

寺师副社长说:“如果减少EV的电池搭载数量,然后放上FC燃料电池堆,就可以将EV改变成为FCEV”。(摄影:志和浩司)

池田:
手工制作既费力,成本又降不下来,尺寸还很大,为了承受高压,形状得做成筒状的等等,这些都是问题啊。

寺师:
是啊,所以要考虑液态氢,我们必须将氢的装载方法等一起改良。

池田:
听说千代田化工建设有限公司称可以将氢混合在液体的甲苯中,在常温・常压条件下把气体氢压缩为1/500的体积。如果真是这样,就可以直接使用加油站等基础设施了。甲苯和汽油在法律上都属于危险物第四类的第一项石油类,如果那样能行就太好了,因为就能用目前加油站的泵,像普通加油那样加氢了。

寺师:
要研究的包括那些,而且也包括氢本身的技术开发,有些还涉及到能源政策方面的问题。如何使用氢能源,用怎样的方法制造氢,这已不是哪一家公司能单独解决的事情了,丰田也不单独做了,由官方、民间大家共同形成团队来做不是更好吗?

池田:
总之,这一领域过于宽广,丰田包揽一切开发显然不合常理了是吧。

寺师:
这就跟登陆月球的ROVER一样啊,想要去宇宙,让一辆车在那里跑,所有技术都还是未知数,是个问号,现在解题的不能只是丰田吧。丰田应该先向大家宣传自己的愿景。

池田:
现在提到环境问题,人们就会想到“Tank to Pipe”,(从加油口到排气口),还有什么“Well to Wheel”,(从油井到车轮)等,这些定义还含有各种长远看法,而且还有数值支撑。在Tank to Pipe方面,FCEV做到了零排放,那么在Well to Wheel方面呢?制作氢的方法不同,事情就不同了。靠石油是做不到零排放的,那么您是怎样看待氢的制作方法呢?

寺师:
从最初的制造能源到车子上路,这件事当然需要讨论,今后各个国家和地区应采用怎样的能源计划是根本问题。到那个时候,如果拿我们现在的现实情况来看,制作氢时努力减少CO2是有意义的。着眼于未来,让我们更多地研究减少CO2的制作方法。

说到Well to Wheel,不能只是看到这个方法CO2产生量大,就说不行,而是着眼于最终能源计划的落实,如果从实现目的所需要的技术开发方面来说,选择是很丰富的。

是EV还是FCEV,将它们对立分开毫无意义

横滨湾沿岸地区设置的风力发电站,通过风力发电来电解水从而生产氢气。无风时可采用候补方案——即用普锐斯的二手电池继续电解水生成氢。氢可以看作是保存和运输电的一种形式。

池田:
如果电动化技术是多样化的,对应其的基础设施也应广泛且灵活。就拿现在丰田在横滨·川崎地区试验的“HAMA wing”项目来说吧,风不管什么时候自己都在吹,那么把风能发电装入Prius的二手电池,让电力稳定地制作氢能并储存。在夜间等电力需求少的时候,风能发电制成氢并储存,就像电池蓄电一样,是把电量转换成氢保存的方法。

寺师:
是啊,如果将EV和FCEV对立起来,就只会想到各方的利弊,但其实无非是用电池储存还是氢储存的问题,所以我想,可以采用两者配合的储藏方法。

池田:
您说得对,那么现在最适合氢的不是私家车,而是商业用车吧?因为不需要像轿车那样到处找加氢站,一般长途卡车货运,起点和终点都是定好的,只要那里基础设施齐备就什么问题也没有。而且这种大型车往往要让司机轮流开,车辆24小时行驶,像EV车那样充电花几个小时就不方便了,如果是氢,5分钟就可以加好,换司机后马上就能出去。那么关于商业用车方面现在是怎样展开的呢?

寺师:
我们最初用FCEV制造MIRAI的理由,是因为美国的ZEV限制。先从轿车开始做,后来又做了一个,就是您所说的商业用车了,但这辆车也没有招来大批客户。我们经常听到的是:“你们能制造FCEV的垃圾车吗?”因为在深夜、清晨的工作比较多,而该车的魅力在于安静,另外24小时工作也是个需求,他们说FC好啊,夜间道路施工时,柴油车噪音太大扰邻,所以希望用FC来做,有这样想法和需求的零散客户非常多。

想制作一款像MIRAI那样的轿车产品并大量销售,基础设施建设就成了问题,于是我们想,还是轿车和商用车结合着做吧,像货运车、大巴、出租车等等。如果是出租车,加注燃料方面只要能有像LPG(液化石油气)加气站那样的数量,运转也就够了,而那些已经规定好线路的车辆就方便多了。

如果行驶距离短,夜晚不用车的话EV也可以,不过像您说的,想24小时连续行驶的话,还是FC好,因此商业用车不必讨论选FC好还是选EV好,各取所需就可以了。

池田:
看来全线车系应准备好各种最佳产品,随时准备迎合各种需求。

大型FCEV巴士“SORA”(图片提供:丰田汽车公司)

寺师:
可以呀。换个话题吧,我现在最想做的是FCEV和EV这两个,不过最近在日本自然灾害非常多。前一阵子北海道出现了大面积停电,停电时还能有电用,以及路灯供电就变得至关重要。普锐斯PHEV家庭使用很好,不过它不能大量供电。考虑到避难所所用的灯和空调等,太小的车不行,像公交车那样大小比较好。我们已经开始做FCEV的大型巴士“SORA“,它供电量很大,但一下子要让大家都来买SORA还很难啊。

池田:
咦,不是1亿日元(约600万人民币)左右吗?

寺师:
过些时候还会再便宜点,现在是这个价。

池田:
普通巴士是2000万日元(约120万人民币)。

寺师:
所以制作差不多像中巴考斯特那样的FC或EV车的话比较好。MIRAI补贴政策不可能一直持续下去,自然灾害时靠临时政策增加销量等总归是让人心里不安的。所以呢,比如像FCEV考斯特那样大小的车辆,平时用于客运或接送员工等,而在发生自然灾害时,FCEV的考斯特就可以去往灾区当做电源车,比如停在便利店旁,便利店就能继续营业。作为那类的应急,考斯特大小的FCEV就不错。

池田:
从全国来看,有必要布局好电源车的放置网点,是地方政府掌控,还是与中央一起管控等等,都需要周密设计。

寺师:
是啊。当我们与地方政府提起时,他们说SORA买不了,要是考斯特那种的倒是想要。企业方面也有这样的声音,丰田的销售店也想买上一两台,遇到紧急情况时大家能用上。

池田:
在这种积极向前的潮流中,丰田电动化工程的目标是:重视环保,贡献社会,创造适合于不同地区和使用方法的最佳解决方案。

长篇采访连载终于接近尾声了,丰田称FCEV会像空气净化器那样吸入污染后的空气来净化环境。关于丰田对环保减排的论述,请看下集。

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