豐田為何開放燃料電池專利

文/海川

豐田為何開放燃料電池專利

文/海川

為何把自己多年來辛辛苦苦積淀的燃料電池專利技術(shù)公之于眾？是很傻很天真？還是有著更大的戰(zhàn)略圖謀

2015年新年伊始，在美國拉斯維加斯舉行的2015國際消費(fèi)電子展開幕前夕，豐田汽車公司宣布，將無償提供5680項(xiàng)燃料電池相關(guān)專利（包括正在申請中的專利）的使用權(quán)，包括燃料電池、儲氫罐、電池控制系統(tǒng)等方面的技術(shù)專利，以及傾力打造的最新氫燃料電池車Mirai的關(guān)鍵技術(shù)專利，旨在推動并主導(dǎo)燃料電池車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

這個消息無疑是2015年汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展中第一枚重磅炸彈，相比于去年6月電動汽車頂尖廠商特斯拉開放的專利，豐田的這一次專利使用權(quán)開放顯然更具有分量。一來是因?yàn)樨S田品牌本身雄厚的技術(shù)積累遠(yuǎn)非特斯拉能比，二來其開放的燃料電池技術(shù)也要比純電動技術(shù)要先進(jìn)得多。

技術(shù)優(yōu)勢一直以來都是各大企業(yè)賴以生存的重要資本，也是各大企業(yè)不斷創(chuàng)新的根本動力。特別是在競爭激烈的新能源汽車動力領(lǐng)域，每一項(xiàng)技術(shù)的突破都有可能獨(dú)占市場鰲頭。那么，豐田為何會把自己多年來辛辛苦苦積淀的燃料電池專利技術(shù)公之于眾呢？是很傻很天真？還是有著更大的戰(zhàn)略圖謀？若想弄清楚這背后的邏輯關(guān)系，需要先了解一下氫燃料電池車的基本情況。

燃料電池車優(yōu)缺點(diǎn)分析

燃料電池汽車屬于新能源汽車的一種，其工作原理是，作為燃料的氫在汽車搭載的燃料電池中，與大氣中的氧氣發(fā)生氧化還原化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生出電能來帶動電動機(jī)工作，由電動機(jī)帶動汽車中的機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)，進(jìn)而帶動汽車的前橋（或后橋）等行走機(jī)械結(jié)構(gòu)工作，從而驅(qū)動電動汽車前進(jìn)。

氫燃料電池汽車的核心部件是燃料電池，被成為終極環(huán)保汽車。其優(yōu)點(diǎn)為：零排放或近似零排放，運(yùn)行時也更為平穩(wěn)、無噪聲，且一次加氫續(xù)駛里程長，加氫時間短，相當(dāng)于汽油車，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于純電動車，一直以來被作為新能源汽車技術(shù)路線之一。

中國汽車技術(shù)研究中心汽車試驗(yàn)研究所新能源實(shí)驗(yàn)室高級工程師王芳博士介紹說，氫燃料電池汽車在續(xù)航里程、燃料加注時間以及整體性能上都可與如今的傳統(tǒng)燃油車比肩，在很大程度上消除了純電動車的諸多問題。

但任何事物都有利有弊，燃料電池車也不例外。

1、氫氣的來源問題。氫氣不像氮?dú)夂脱鯕馐强諝庵械淖钪饕M成因素，想得到氫氣需要通過電解水，但這是個不太經(jīng)濟(jì)和環(huán)保的方法。采用水解1公斤氫氣的制造成本超過30元。先從電解水開始，耗費(fèi)電能，產(chǎn)生氫氣，氫氣再發(fā)電過程中還會有能量損失；電解水的電現(xiàn)在也是以煤電為主，燒煤發(fā)電會污染環(huán)境。

2、金屬鉑的稀缺。在氫燃料電池發(fā)電的過程中會用到金屬鉑作為催化劑。這種金屬非常稀缺，如果大規(guī)模生產(chǎn)氫燃料電池，這個鉑就是瓶頸，完全沒有規(guī)?；蟪杀緶p少的效應(yīng)，反而需求越多越貴。

3、研發(fā)生產(chǎn)成本較高。與純電動車不太相同的是，氫燃料電池汽車本身的技術(shù)門檻更高。燃料電池組作為氫燃料電池車的技術(shù)核心，是所有技術(shù)中難度最高的部分。由于燃料電池技術(shù)不完備和造價太高，所以市場發(fā)展比較緩慢。

此外，加氫站建設(shè)也是個大問題。目前加氫站等支持設(shè)施比較稀少，在補(bǔ)充燃料的便利性上還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能和燃油車相比。

豐田意在“一箭多雕”

早在20年前，豐田就已經(jīng)把燃料電池動力技術(shù)作為混合動力技術(shù)的替代產(chǎn)品列為其新能源戰(zhàn)略發(fā)展的第二階段。經(jīng)過20多年的潛心研發(fā)，豐田在燃料電池技術(shù)方面已經(jīng)實(shí)現(xiàn)全球領(lǐng)先，Mirai的量產(chǎn)上市更是證明了豐田在燃料電池動力的成本優(yōu)化上有了突破性的進(jìn)展。所以眼下對于豐田來說，技術(shù)上的難關(guān)基本突破了，接下來主要是突破市場難關(guān)。

對世界新能源車市場發(fā)展動向有所了解的人都知道，豐田遇到了和純電動汽車制造商特斯拉類似的問題：技術(shù)領(lǐng)先無法獨(dú)自開拓市場，眼看著被更多車企選擇的純電動車在市場上的聲勢越來越大。作為世界第一大汽車消費(fèi)市場的中國，正在大力推動電動汽車的應(yīng)用，并在去年與德國簽訂了統(tǒng)一電動車接口的協(xié)議，這或許證明了中國市場至少在政策層面上有踏上純電動車發(fā)展道路的可能性。一旦有了這個最大的市場的政策支持，純電動車必將成為未來新能源車發(fā)展的主流。在這種情況下，燃料電池汽車的發(fā)展僅靠日本車企一己之力是無法實(shí)現(xiàn)普及的，所以豐田需要聯(lián)合更多的廠商來“抱團(tuán)取暖”，實(shí)際上是在和純電動車搶路線。

在豐田此次分享的5680項(xiàng)專利中，約1970項(xiàng)涉及燃料電池組技術(shù)，290項(xiàng)涉及高壓儲氫罐技術(shù)，3350項(xiàng)涉及燃料電池軟件控制系統(tǒng)，還有70項(xiàng)涉及氫氣生產(chǎn)和供應(yīng)。其中，燃料電池車相關(guān)專利將免費(fèi)開放至2020年，而氫氣生產(chǎn)和供應(yīng)技術(shù)相關(guān)專利永久免費(fèi)。

豐田在其官方聲明中表示，制造和銷售燃料電池車的汽車制造商、燃料電池零部件供應(yīng)商，以及建設(shè)和運(yùn)營加氫站的能源公司均可免費(fèi)使用其燃料電池專利。以燃料電池為動力的公共汽車或鏟車等工業(yè)設(shè)備也可包括在內(nèi)，但汽車以外的產(chǎn)業(yè)使用專利則要先提出申請，并需要通過評估審核。

對于豐田開放專利，豐田美國汽車運(yùn)營部高級副總裁鮑勃·卡特的解釋是：“我們認(rèn)為，未來100年燃料電池會成為主流技術(shù)。讓更多的汽車制造商和供應(yīng)商發(fā)展這項(xiàng)技術(shù)，將會加快市場對這項(xiàng)技術(shù)的接受過程?！薄皡f(xié)調(diào)合作與競爭的關(guān)系是非常困難的，但僅靠一家企業(yè)很難將技術(shù)推廣開來。如果我們還是處在汽車只是汽車的時代，那還好說，但現(xiàn)在，汽車本身已經(jīng)與基礎(chǔ)設(shè)施緊密相連，通信、標(biāo)準(zhǔn)、電能不可或缺。所以我們必須攜起手來共同前進(jìn)?！?/p>

日本汽車工業(yè)協(xié)會會長池史彥指出，“開發(fā)燃料電池車的企業(yè)并不多，但考慮到未來，燃料電池車潛能無限。為了促進(jìn)普及，就需要像豐田這樣，通過開放專利來使更多企業(yè)參與進(jìn)來。非常歡迎這種做法?！?/p>

豐田希望燃料電池車快速普及得到了日本政府的大力支持。2014年12月15日，豐田首款量產(chǎn)燃料電池車Mirai在日本本土上市，售價為723.6萬日元（約合人民幣37.5萬元），得益于日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省提供的202萬日元補(bǔ)貼，消費(fèi)者實(shí)際承擔(dān)的費(fèi)用約為520萬日元。

另據(jù)海外媒體報道，東京都政府日前發(fā)布消息稱，將在2020年東京奧運(yùn)會期間投資452億日元(約合3.85億美元)，主要用于投資氫燃料電池汽車的補(bǔ)助以及加氫站的建設(shè)。

豐田計(jì)劃2015年將Mirai燃料電池車推向美國市場，之后推向歐洲市場。豐田預(yù)計(jì)，Mirai燃料電池車的全球年銷量約為5000～10000輛。豐田在宣布開放專利的當(dāng)日說，這款車只需3到5分鐘就能加滿氫氣，續(xù)駛里程接近500公里，從靜止?fàn)顟B(tài)加速到100公里/小時只需10秒，且該車實(shí)現(xiàn)了零排放，尾氣只有水蒸氣。

此外，豐田還宣布，將在燃料電池車領(lǐng)域提供一個實(shí)質(zhì)性的金融支持計(jì)劃，包括投資建設(shè)加氫站，向商用車領(lǐng)域推廣燃料電池技術(shù)等。

對于豐田來說，這是一著迫于無奈的妙棋，一方面，有助于確立豐田在燃料電池車領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位和先入為主的地位，同時像特斯拉開放專利被人認(rèn)為是“借他人之手培育市場”一樣，豐田應(yīng)該也有同樣的盤算；另一方面，對于競爭對手來說，所謂的開放專利，實(shí)際上只有制氫技術(shù)相關(guān)專利永久免費(fèi)，而最重要的燃料電池車相關(guān)專利的使用權(quán)只到2020年，之后就得付費(fèi)了，屆時要付出什么樣的代價，主動權(quán)掌握在豐田手里。

對于其他企業(yè)來說，這是一朵帶刺的玫瑰。選擇使用豐田的專利，則意味著2020年以后可能會受制于人，一旦養(yǎng)成惰性，就很難再愿意進(jìn)行艱苦的研發(fā)，到最后可能任由豐田擺布了。同時，2020年被很多人認(rèn)為是燃料電池車能夠開始普及的節(jié)點(diǎn)，而在此之前，由于加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施的缺乏及燃料電池車本身的售價之高，即使其他汽車制造商依靠豐田的專利技術(shù)生產(chǎn)出燃料電池車，也很難產(chǎn)生業(yè)績。

中國電動汽車百人會成員、科技部電動汽車重大項(xiàng)目監(jiān)理專家組組長王秉剛認(rèn)為，對于有一定基礎(chǔ)的車企和機(jī)構(gòu)，豐田開放的專利會有用，但要學(xué)到核心技術(shù)并非易事?！柏S田知道你學(xué)不精，不會對他構(gòu)成威脅。”

如果其他車企拒絕使用豐田的專利，選擇自主研發(fā)，則要花費(fèi)大量的時間和人力成本，同時要冒很大風(fēng)險，畢竟不是每一項(xiàng)研發(fā)都能出成果，況且還要避開豐田的專利。這真是左右為難。

中國燃料電池車路漫漫

在中國扶持新能源汽車發(fā)展初期，燃料電池車并沒有列入重點(diǎn)發(fā)展技術(shù)路線中，比如2008年出臺的補(bǔ)貼政策中，燃料電池車沒有獲得補(bǔ)貼。直到2010年出臺的第二輪補(bǔ)貼中，燃料電池車才被納入。

“此后的扶持和補(bǔ)貼力度還是比較大的，一輛燃料電池乘用車的消費(fèi)補(bǔ)貼高達(dá)20萬元，而且沒有采用退坡機(jī)制，可以說高于混動和純電動車補(bǔ)貼。”王秉剛認(rèn)為，國家相關(guān)部門也意識到了不能放棄燃料電池車。

除了消費(fèi)端補(bǔ)貼，國家還進(jìn)行科研補(bǔ)貼，納入了創(chuàng)新補(bǔ)貼中，但企業(yè)反應(yīng)很冷淡。納入“十一五”國家863計(jì)劃“節(jié)能與新能源汽車”重大項(xiàng)目課題中的有上汽、清華大學(xué)研發(fā)團(tuán)隊(duì)、北汽福田、奇瑞四家機(jī)構(gòu)研發(fā)燃料電池，但近年還偶有燃料電池車消息傳出的，只有上汽集團(tuán)。

國家補(bǔ)貼6年后的2014年9月，大連新源動力公司與上汽合作，亮相了“國內(nèi)首臺取得銷售許可的燃料電池汽車”。據(jù)當(dāng)?shù)孛襟w報道，這臺燃料電池汽車最高時速可達(dá)150公里，續(xù)航里程達(dá)500公里。但這輛車與國際水平差距較大：燃料電池的壽命只有3000小時，目前國外較成熟的技術(shù)，燃料電池壽命可以達(dá)到7000小時以上。

在國家《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012—2020年)》中明確：氫燃料電池汽車與國際同步發(fā)展。但是，近年來，國內(nèi)氫燃料電池汽車發(fā)展水平與先進(jìn)國家比差距加大，主要體現(xiàn)在：氫燃料電池總體上處于工程化開發(fā)階段，功率特性、冷啟動、可靠性等主要技術(shù)性能指標(biāo)與世界標(biāo)桿產(chǎn)品比還有很大差距，關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域所擁有的專利數(shù)目不多，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)未形成體系，成本居高不下，產(chǎn)品基本不具備商業(yè)化條件。

中國在氫燃料電池汽車方面還有趕超機(jī)會。首先，國家層面應(yīng)進(jìn)一步明確規(guī)劃目標(biāo)，如在2020年以前，氫燃料電池汽車要具備商品化能力，并加大示范運(yùn)行和推廣運(yùn)用。

差距加大的主要原因是相比電動汽車，氫燃料電池汽車技術(shù)門檻高，需要巨額投入，而我們技術(shù)和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱，資金和技術(shù)力量投入嚴(yán)重不足，技術(shù)鏈不完善，產(chǎn)業(yè)化能力較弱，除上汽外，大多數(shù)整車企業(yè)在氫燃料電池汽車方面沒有開展實(shí)質(zhì)性研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化準(zhǔn)備。催化劑、雙極板等關(guān)鍵材料領(lǐng)域和高壓儲氫罐、空壓機(jī)、氫循環(huán)泵等關(guān)鍵零部件基本不具備產(chǎn)業(yè)化能力，產(chǎn)業(yè)鏈尚未形成。

“目前燃料電池車和純電動車誰更有前景，還沒有定論，所以不能不發(fā)展燃料電池車?！蓖醣鼊倱?dān)心中國燃料電池車發(fā)展與其他國家的差距越來越大，但如何發(fā)展仍是未知數(shù)。

業(yè)內(nèi)人士告訴記者，中國在氫燃料電池汽車方面還有趕超機(jī)會。首先，國家層面應(yīng)進(jìn)一步明確規(guī)劃目標(biāo)，如在2020年以前，氫燃料電池汽車要具備商品化能力，并加大示范運(yùn)行和推廣運(yùn)用。以此目標(biāo)為指引，在堅(jiān)持新能源汽車以純電驅(qū)動為主要技術(shù)路線的同時，要加大在氫燃料電池汽車發(fā)展方面的支持力度，鼓勵有條件的企業(yè)積極參與，為產(chǎn)業(yè)化創(chuàng)造條件，推動建立和完善氫燃料電池汽車及相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，積極參與相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)制定。

其次，有能力的整車企業(yè)應(yīng)把氫燃料電池汽車發(fā)展納入規(guī)劃，并切實(shí)加大投入，車企間應(yīng)加強(qiáng)在車輛技術(shù)、關(guān)鍵零部件供應(yīng)商培育等方面合作，加快工程化開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化能力建設(shè)進(jìn)程。同時，應(yīng)加強(qiáng)國際合作和交流，力爭以多種形式借助國際科研資源、產(chǎn)業(yè)資源盡快縮小差距，提高氫燃料電池汽車發(fā)展水平。

第三，國內(nèi)相關(guān)科研資源要向氫燃料電池汽車關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域傾斜，強(qiáng)化基礎(chǔ)研究，并會同整車、關(guān)鍵零部件企業(yè)加強(qiáng)工程化研究，集中攻克功率特性、壽命、冷啟動、續(xù)駛里程、成本等難題。

2015中國國際石墨烯創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽拉開序幕

為加快石墨烯產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，助力中國經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級，由中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟主辦的“2015中國國際石墨烯創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽”日前正式啟動，活動將于2015年2-10月進(jìn)行。

本次大賽由國家發(fā)展和改革委員會、工業(yè)信息化部、科學(xué)技術(shù)部指導(dǎo)，得到了多個國家級高新區(qū)、行業(yè)協(xié)會和行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)的支持。石墨烯專家大腕云集，堪稱2015年石墨烯最具影響力的行業(yè)盛會。

大賽主題為“面向全球，創(chuàng)響中國”，根據(jù)計(jì)劃，大賽將在全球范圍內(nèi)積極聯(lián)系1000支團(tuán)隊(duì)，遴選200個石墨烯產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，分別在無錫、常州、北京、深圳、寧波、重慶、哈爾濱等石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新示范區(qū)進(jìn)行階段賽，經(jīng)過激烈角逐，優(yōu)秀項(xiàng)目將于10月29日在青島高新區(qū)進(jìn)行總決賽并隆重頒獎。

大賽將評選出20個優(yōu)秀項(xiàng)目，其中一等獎1名、二等獎3名、三等獎6名、優(yōu)秀獎10名，共計(jì)千萬元巨額獎金支持優(yōu)勝項(xiàng)目。2015年石墨烯明星將花落誰家？值得期待。