知識文章

國際燃料電池車輛開發概況與趨勢

2023 / 09 / 12

車輛中心 產業發產處 莊閔任

全球暖化問題日益嚴峻,節能減碳已成為全球的重大課題。新能源應用是未來趨勢,相較於全球發展零碳排車主力車型的純電動車(Battery Electric Vehicle),氫燃料電池車(Fuel Cell Vehicle)現階段僅為特定國家及車廠積極布局的新興產業,部分大型能源企業更瞄準氫能商機,斥資興建提取氫氣的基建和設施,氫燃料電池車產業發展。

指標車廠投入氫燃料電池乘用車款開發

市面上目前氫燃料電池乘用車市售車款,主要為Hyundai Nexo、Toyota Mirai,其他亦有Mercedes Benz、HONDA、上海汽車、廣州汽車等車廠投入乘用車市場。綜觀各車款在各國銷售狀況,除全球最暢銷的氫燃料電池車款Hyundai Nexo以及排名第二的Toyota Mirai外,其餘品牌與車款僅止於示範運行或已停止生產。可見以行駛距離較短的乘用車,因效能、基礎設施、便利性與空間設計等因素,未必能凸顯燃料電池車優勢(圖1),以致與純電動車市場競爭下,燃料電池車輛難以發展。


圖1、全球指標燃料電池乘用車款與指標電動車型比較圖

資料來源:各車廠,車輛中心整理

車廠轉向商用市場車型開發與應用

以行走距離較長的交通工具,如商用貨卡、大型商用車等車型,隨著續航里程需求,純電動車型將因電池荷重導致效能發展受限(圖2),而商轉運行中亦需縮短燃料補充時間。反觀,燃料電池車型補充燃料只需三至四分鐘,較純電動車的數小時快捷,同時,企業皆具備營運場域,利於基礎設施之興建。故多數企業轉向進行商用車型開發。


圖2、純電動車型與燃料電池車型性能比較圖

資料來源:美國能源局,車輛中心整理

自2020年起,國際級車廠轉向投入燃料電池商用車型開發,指標集團車廠如Stellantis集團,透過EMP2平台搭燃料電池系統並於旗下品牌延展車型,如Peugeot e-Expert FC、Citroën e-Jumpy FC等;大型商用車亦有ISUZU以及Hyundai投入。雖其商業應用仍受限基礎設施布建,但相較同級距、同載重量的純電動商用車型(圖3),燃料電池商用車與大型商用車型已具行駛里程較長、補充能源時間短,符合商轉需求之優勢。


圖3、全球指標燃料電池商用車型與指標電動商用車型比較圖

資料來源:各車廠,車輛中心整理

純電動車與燃料電池車共生與共存

因純電動車需要等待充電的特性,以及電池空間有限,較適合短距離的使用,可利用買菜、上班、購物的時間,將車輛停泊於家中、賣場或者公司進行充電,以避免電能耗盡的窘境,並降低長時間等待充電的情況。燃料電池車與純電動車最大的差異在於,燃料電池車能適合長距離、長時間的行駛,從商業可行性來看,定時定距的物流產業也非常適合導入燃料電池系統,而大型運輸工具,如:大型船舶、飛機、巴士、卡車等,這類載、運具也可透過燃料電池或氫電混合,以達成降低碳排的目的;以目前技術要完全使用電池驅動大型的載具,會讓載具更重,導致實際運行效益不佳。

在小型的乘用車上,純電動車依舊具有優勢,如架設充電設施所需的空間、設備、要求,皆不如加氫站繁複,如一般住宅、社區、大樓、公司的停車場都可以加設充電樁,而加氫站的規模就如同加油站一般,難以設置到每個社區或是停車場域內,因此相對適合使用在商用運輸工具上。

面對國際氫能產業發展,臺灣如何接軌國際

臺灣氫能相關的發展目前以解決基礎設施、氫氣產、製、運、儲及來源、相關管理法規三個面向為主要條件,國發會於2022年發布將訂定《氫能管理專法》;經濟部亦於今(2023)年將氫燃料列入能源管理法、並公告加氫站設置管理規範;同時,交通部將推動示範運行計畫,透過計畫引進氫能載具運行與推廣。臺灣正在轉型的階段,順應世界潮流也逐漸轉向使用再生能源、低碳排車輛。臺灣過去已開發過燃料電池二輪載具,具有相對完整的氫能與燃料電池技術供應鏈,產業能快速地跟上配合,相信臺灣於產業發展具備足夠的技術基礎、優勢與機會。

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