北美企業(yè)也將命運押注在燃料電池及其商業(yè)化應用上，與日系企業(yè)展開一場面向燃料電池的話語權爭奪戰(zhàn)。

在過去一到兩年里，鋰離子二次電池（LIB）和電動汽車（EV）成為社會的焦點，在日本甚至有許多技術人員認為燃料電池(FC)和燃料電池汽車（FCV）已經(jīng)失去擴張方向。然而，與這一觀點相反的事實是，F(xiàn)C在某些特殊使用場景迅速蔓延。在某些現(xiàn)有二次電池難以滿足條件的用途中，采用FC替換現(xiàn)有2次電池的趨勢逐漸明顯。

不僅如此，北美企業(yè)也將命運押注在燃料電池及其商業(yè)化應用上。雖然日系企業(yè)一直對燃料電池不離不棄，也極力提高它的地位，但其他海外企業(yè)正在與日系企業(yè)展開一場面向燃料電池的話語權爭奪戰(zhàn)。

燃料電池的多種商業(yè)化用途

1)在現(xiàn)有叉車車型中，包括豐田品牌車型搭載的都是美國PlugPower公司制造的FC電源，2017年美國Amazon和沃爾瑪開始大量引進(a)。

2)2018年豐田汽車開始開發(fā)FC叉車，在豐田位于愛知縣豐田市的元町工廠導入了20臺試驗機型（b）。

3)建立了專用的氫氣站。無人機的場合如果采用當下的鋰離子充電電池大約只能持續(xù)飛行15~30分鐘，但如果替換成FC電源的話甚至有機型可以實現(xiàn)2小時飛行（C，d）。

4)FC巴士的引入主要在中國（e，f）進行。

5)日本東京站和臺場之間也有五輛FC公交車。7-11采用豐田開發(fā)的FCV，美國聯(lián)邦快遞公司則采用了PlugPower公司與美國Workhorse共同開發(fā)的FCV車型，進行了試運營（g，h）。

6)在德國，列車的非電氣化率很高，因為它比架設電線成本低，現(xiàn)在已經(jīng)開始采用FC列車取代傳統(tǒng)的柴油火車（i）。

在倉庫內(nèi)不分晝夜作業(yè)的叉車是燃料電池其中一個用途，這些叉車由于禁止排放廢氣，很早開始就被轉(zhuǎn)換為電力。但是最近，采用FC替代用作驅(qū)動電源的鉛（Pb）蓄電池的案例快速增加。據(jù)說超過20,000輛叉車已經(jīng)采用“FC叉車”。

驅(qū)動這一轉(zhuǎn)變的是成立于1997年的美國燃料電池設備制造商PlugPower，直到2012年這家公司都是默默無聞，但2013年起他先后與美國的沃爾瑪和亞馬遜Amazon簽訂了數(shù)千萬美金規(guī)模的巨大訂單。此外，還得到了亞馬遜的投資。連續(xù)3年入選美國德勤會計師事務所（Deloitte）統(tǒng)計的全美增速最快的科技公司500強（2015-2017）名單。此名單中出現(xiàn)的大多數(shù)項目都是專注于硅谷的IT公司，從屬遠離IT的制造行業(yè)，且創(chuàng)業(yè)已經(jīng)20年的公司被當選，這是極其少見的。

推出FC叉車的主要原因之一是其稼動率高。隨著IT郵購快遞業(yè)務的普及，物流倉庫需要24小時運營。但是現(xiàn)有的Pb蓄電池需要大量充電和更換時間，還需要增加額外的人員。此外有許多例如到-20℃極低溫度的冷藏倉庫，這些場所采用低溫性能不好的LIB電池很難進行替換。

而另一方面，F(xiàn)C電池不僅可以支持更長的續(xù)航里程，同時氫氣充填僅需3-5分鐘。低溫性能也非常卓越。2014年沃爾瑪開始采用FC替換現(xiàn)有的鉛-酸蓄電池之后，競爭對手亞馬孫也立刻開始大量導入。

除了FC叉車，燃料電池接下來的一個用途就是無人機。在自行漂浮的無人機中，電源的重量能量密度水平直接決定了是否可以采用這一類型電池。到目前為止，大多數(shù)使用LIB作為動力源的無人機巡航時間約為30分鐘且需要沒有載荷，在有載荷場合大約只能飛行約15分鐘，因此除了航拍照片之外，幾乎沒有其他實際應用。另一方面，F(xiàn)C的重量能量密度高達LIB的約5倍，由FC提供動力的一些“FC無人機”已經(jīng)宣布可以用有效載荷飛行2小時。

在公交車、卡車和火車等用途上FC電池也展示出比LIB電池更強的特性。首先，超長的續(xù)航里程與便利的氫氣填充時間首當其沖是最大優(yōu)勢，此外將FC導入公交車輛實際上是在叉車應用之前已經(jīng)走上正軌，特別是在2016年以來，F(xiàn)C燃料電池公交車的運營在中國已經(jīng)陸續(xù)開始。

FC燃料電池卡車市場也開始發(fā)展。美國的啤酒制造商Anheuser-Busch于2018年5月宣布與NikolaMotor公司簽訂合同，租賃最多800輛“FCTruck”，計劃于2020年后交付。Anheuser-Busch公司2017年曾訂購了40輛特斯拉的EV卡車“TeslaSemi”，但后續(xù)訂購FC卡車的數(shù)量是其數(shù)量的20倍。

NikolaMotor公司創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官TrevorMilton，是一家受特斯拉美國公司啟發(fā)的初創(chuàng)公司。特斯拉最初以20世紀早期科學家尼古拉·特斯拉（NikolaTesla）的姓氏命名，尼古拉（Nikola）就采用了這位科學家的名字命名。最初，它是一家汽車電氣化零部件制造商，最近已將EV卡車和FC卡車作為業(yè)務支柱。2018年5月Nikola公司提起訴訟，因為特斯拉的電動卡車「TeslaSemi」設計酷似Nikora的FC卡車車型「NikolaOne」，要求特斯拉賠償20億美金。

在德國，2018年9月使用FC驅(qū)動電力的列車正式開始商業(yè)運營。德國有許多非電氣區(qū)域，一方面從環(huán)境考慮希望盡快停止柴油車在這些路段的運行，另一方面，鋪設架空線路需要花費大量的金錢和時間。這樣的背景之下，即使成本相對昂貴但沒有廢氣而且不需要架線的"FC列車"就成為了一個非常好的選擇。

事實上，日本鐵路綜合研究所在2000年中期就開發(fā)過類似于德國FC列車的一款FC列車。但是因為在電氣化進步的日本，引入FC列車的必要性很低，一度中止了研發(fā)。繼這次德國運動之后，該研究所正在考慮恢復開發(fā)。

此外，2018年9月底，豐田和JR東日本圍繞鐵路上氫氣的利用與汽車的移動協(xié)作為重點，已經(jīng)簽署全面的業(yè)務合作基本協(xié)議。具體而言，據(jù)說是將FC技術引入鐵路車輛，在火車站或火車站附近建立氫氣站等。

日本車企竟要被超越？

“休息一下醒來，睜眼發(fā)現(xiàn)被超越”的趨勢，對于日本汽車制造商來說，同樣也適用于燃料電池汽車。豐田在2014年，本田在2016年就實現(xiàn)了FCV的量產(chǎn)，在全球范圍內(nèi)領先，但之后就沒有進行過大的車型變更。而與此同時，許多海外汽車制造商卻紛紛大規(guī)模生產(chǎn)FCV或發(fā)布概念車型。

除大型公共汽車外的主要燃料電池汽車的上市時間（紅色字體顯示該燃料電池汽車未公開）。海外制造商已從2018年左右陸續(xù)開始量產(chǎn)FCV。有像現(xiàn)代汽車這樣的FCV車型變更的例子，但是日本生產(chǎn)商自最初的車型公告以來，還沒有實施過大的車型變更。

最近豐田宣布計劃在2020年后擴大其燃料電池汽車陣容。據(jù)稱新車型的價格將從目前的FCV（MIRAI）700萬日元的價格減少一半，但這樣是否能夠“追趕上世界”還很微妙。

甚至是關于向這些燃料電池汽車供應氫氣的公共氫氣站的數(shù)量，日本也正在追趕世界，預計未來將逐步提升速度。

直到2018年，日本在裝置數(shù)量方面都是世界領先，但未來預計會見證許多國家/地區(qū)的超越。內(nèi)容根據(jù)2015年國際能源署（IEA）的“技術路線圖”創(chuàng)建，沒有數(shù)據(jù)的年份通過直線連接。

從上述趨勢來看，海外無論是從政策層面還是廠商的戰(zhàn)略，對于燃料電池市場的開發(fā)都更加熱衷，事實上，一些海外制造商對于“燃料電池業(yè)務”的推動已經(jīng)堵上公司命運，達得瘋狂的地步。

例如，PlugPower之所以取得銷售成功，事實上他不僅銷售FC產(chǎn)品，還同時提供氫氣供應基礎設施和服務注4）。為客戶的倉庫提供氫氣供應服務，這些倉庫在安裝氫氣站和可將氫氣填充到FC叉車中的氫氣罐之后，又像銷售城市燃氣一樣提供加氫服務。因為“沒有氫氣的FC”和“沒有軟件的計算機”一樣沒有任何意義。

Nikola也開始進行氫氣生產(chǎn)。2018年6月，宣布計劃從挪威Nell購買448臺水電解制氫設備。這相當于1GW的氫生產(chǎn)能力或約30個氫站。據(jù)說設置700所加氫站大約花費10億美金左右。

繼這些發(fā)展之后，在全球傳統(tǒng)叉車市場占據(jù)了約40％份額的豐田汽車，于2016年宣布開發(fā)自己的FC燃料電池叉車。2018年11月，它在自己的工廠內(nèi)設立了氫氣站，導入了20臺車（圖1（b）），在中國也至少有一個自己獨立的氫氣站。然而，豐田自己開發(fā)大量氫氣站或雇用氫氣供應服務等商業(yè)計劃尚未聽到。

每年市場擴張30％

海外公司在FC燃料電池項目中如此活躍是由于市場在不久的將來將實現(xiàn)快速增長。根據(jù)富士經(jīng)濟在2019年1月發(fā)布的FC系統(tǒng)市場預測，2030年全球市場約為4.9萬億日元，約為2018年的23倍。如果包括氫氣供應基礎設施等的相關市場，市場規(guī)模可能會進一步擴大。

（A）2020年后市場增長顯著

（B）PEFC將來會壓倒SOFC

2019年1月富士經(jīng)濟公布的FC系統(tǒng)世界市場預測。未來將以每年約35％增速成長，到2030年將比2018年（a）增長約23倍規(guī)模；（b）看到PEFC類型燃料電池堆將超過SOFC類型。

該公司對FC燃料電池技術的另一個預測是，目前差不多市場規(guī)模相同的固體高分子電解質(zhì)型燃料電池（PEFC）和固體氧化物燃料電池（SOFC），今后隨著市場擴大將拉開差距，到2030年，PEFC將占據(jù)約93％的市場份額。對于FC系統(tǒng)開發(fā)人員來說，這樣一來目標似乎更容易理解，而且更容易擴大量產(chǎn)規(guī)模。