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公之于眾？是很傻很天真？還是有著更大的戰略圖謀

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

這個消息無疑是2015年汽車產業發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開放顯然更具有分量。一來是因為豐田品牌本身雄厚的技術積累遠非特斯拉能比，二來其開放的燃料電池技術也要比純電動技術要先進得多。

技術優勢一直以來都是各大企業賴以生存的重要資本，也是各大企業不斷創新的根本動力。特別是在競爭激烈的新能源汽車動力領域，每一項技術的突破都有可能獨占市場鰲頭。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公之于眾呢？是很傻很天真？還是有著更大的戰略圖謀？若想弄清楚這背后的邏輯關系，需要先了解一下氫燃料電池車的基本情況。

燃料電池車優缺點分析

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，與大氣中的氧氣發生氧化還原化學反應，產生出電能來帶動電動機工作，由電動機帶動汽車中的機械傳動結構，進而帶動汽車的前橋（或后橋）等行走機械結構工作，從而驅動電動汽車前進。

氫燃料電池汽車的核心部件是燃料電池，被成為終極環保汽車。其優點為：零排放或近似零排放，運行時也更為平穩、無噪聲，且一次加氫續駛里程長，加氫時間短，相當于汽油車，遠遠高于純電動車，一直以來被作為新能源汽車技術路線之一。

中國汽車技術研究中心汽車試驗研究所新能源實驗室高級工程師王芳博士介紹說，氫燃料電池汽車在續航里程、燃料加注時間以及整體性能上都可與如今的傳統燃油車比肩，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。氫氣不像氮氣和氧氣是空氣中的最主要組成因素，想得到氫氣需要通過電解水，但這是個不太經濟和環保的方法。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，耗費電能，產生氫氣，氫氣再發電過程中還會有能量損失；電解水的電現在也是以煤電為主，燒煤發電會污染環境。

2、金屬鉑的稀缺。在氫燃料電池發電的過程中會用到金屬鉑作為催化劑。這種金屬非常稀缺，如果大規模生產氫燃料電池，這個鉑就是瓶頸，完全沒有規模化后成本減少的效應，反而需求越多越貴。

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

此外，加氫站建設也是個大問題。目前加氫站等支持設施比較稀少，在補充燃料的便利性上還遠遠不能和燃油車相比。

豐田意在“一箭多雕”

早在20年前，豐田就已經把燃料電池動力技術作為混合動力技術的替代產品列為其新能源戰略發展的第二階段。經過20多年的潛心研發，豐田在燃料電池技術方面已經實現全球領先，Mirai的量產上市更是證明了豐田在燃料電池動力的成本優化上有了突破性的進展。所以眼下對于豐田來說，技術上的難關基本突破了，接下來主要是突破市場難關。

對世界新能源車市場發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：技術領先無法獨自開拓市場，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市場的中國，正在大力推動電動汽車的應用，并在去年與德國簽訂了統一電動車接口的協議，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展的主流。在這種情況下，燃料電池汽車的發展僅靠日本車企一己之力是無法實現普及的，所以豐田需要聯合更多的廠商來“抱團取暖”，實際上是在和純電動車搶路線。

在豐田此次分享的5680項專利中，約1970項涉及燃料電池組技術，290項涉及高壓儲氫罐技術，3350項涉及燃料電池軟件控制系統，還有70項涉及氫氣生產和供應。其中，燃料電池車相關專利將免費開放至2020年，而氫氣生產和供應技術相關專利永久免費。

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商，以及建設和運營加氫站的能源公司均可免費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設備也可包括在內，但汽車以外的產業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，豐田美國汽車運營部高級副總裁鮑勃·卡特的解釋是：“我們認為，未來100年燃料電池會成為主流技術。讓更多的汽車制造商和供應商發展這項技術，將會加快市場對這項技術的接受過程。”“協調合作與競爭的關系是非常困難的，但僅靠一家企業很難將技術推廣開來。如果我們還是處在汽車只是汽車的時代，那還好說，但現在，汽車本身已經與基礎設施緊密相連，通信、標準、電能不可或缺。所以我們必須攜起手來共同前進。”

日本汽車工業協會會長池史彥指出，“開發燃料電池車的企業并不多，但考慮到未來，燃料電池車潛能無限。為了促進普及，就需要像豐田這樣，通過開放專利來使更多企業參與進來。非常歡迎這種做法。”

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），得益于日本經濟產業省提供的202萬日元補貼，消費者實際承擔的費用約為520萬日元。

另據海外媒體報道，東京都政府日前發布消息稱，將在2020年東京奧運會期間投資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助以及加氫站的建設。

豐田計劃2015年將Mirai燃料電池車推向美國市場，之后推向歐洲市場。豐田預計，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日說，這款車只需3到5分鐘就能加滿氫氣，續駛里程接近500公里，從靜止狀態加速到100公里/小時只需10秒，且該車實現了零排放，尾氣只有水蒸氣。

此外，豐田還宣布，將在燃料電池車領域提供一個實質性的金融支持計劃，包括投資建設加氫站，向商用車領域推廣燃料電池技術等。

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域的領導地位和先入為主的地位，同時像特斯拉開放專利被人認為是“借他人之手培育市場”一樣，豐田應該也有同樣的盤算；另一方面，對于競爭對手來說，所謂的開放專利，實際上只有制氫技術相關專利永久免費，而最重要的燃料電池車相關專利的使用權只到2020年，之后就得付費了，屆時要付出什么樣的代價，主動權掌握在豐田手里。

對于其他企業來說，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，一旦養成惰性，就很難再愿意進行艱苦的研發，到最后可能任由豐田擺布了。同時，2020年被很多人認為是燃料電池車能夠開始普及的節點，而在此之前，由于加氫站等基礎設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生產出燃料電池車，也很難產生業績。

中國電動汽車百人會成員、科技部電動汽車重大項目監理專家組組長王秉剛認為，對于有一定基礎的車企和機構，豐田開放的專利會有用，但要學到核心技術并非易事。“豐田知道你學不精，不會對他構成威脅。”

如果其他車企拒絕使用豐田的專利，選擇自主研發，則要花費大量的時間和人力成本，同時要冒很大風險，畢竟不是每一項研發都能出成果，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展初期，燃料電池車并沒有列入重點發展技術路線中，比如2008年出臺的補貼政策中，燃料電池車沒有獲得補貼。直到2010年出臺的第二輪補貼中，燃料電池車才被納入。

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

除了消費端補貼，國家還進行科研補貼，納入了創新補貼中，但企業反應很冷淡。納入“十一五”國家863計劃“節能與新能源汽車”重大項目課題中的有上汽、清華大學研發團隊、北汽福田、奇瑞四家機構研發燃料電池，但近年還偶有燃料電池車消息傳出的，只有上汽集團。

國家補貼6年后的2014年9月，大連新源動力公司與上汽合作，亮相了“國內首臺取得銷售許可的燃料電池汽車”。據當地媒體報道，這臺燃料電池汽車最高時速可達150公里，續航里程達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，燃料電池壽命可以達到7000小時以上。

在國家《節能與新能源汽車產業發展規劃(2012—2020年)》中明確：氫燃料電池汽車與國際同步發展。但是，近年來，國內氫燃料電池汽車發展水平與先進國家比差距加大，主要體現在：氫燃料電池總體上處于工程化開發階段，功率特性、冷啟動、可靠性等主要技術性能指標與世界標桿產品比還有很大差距，關鍵技術領域所擁有的專利數目不多，技術標準未形成體系，成本居高不下，產品基本不具備商業化條件。

中國在氫燃料電池汽車方面還有趕超機會。首先，國家層面應進一步明確規劃目標，如在2020年以前，氫燃料電池汽車要具備商品化能力，并加大示范運行和推廣運用。

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門檻高，需要巨額投入，而我們技術和產業基礎薄弱，資金和技術力量投入嚴重不足，技術鏈不完善，產業化能力較弱，除上汽外，大多數整車企業在氫燃料電池汽車方面沒有開展實質性研發和產業化準備。催化劑、雙極板等關鍵材料領域和高壓儲氫罐、空壓機、氫循環泵等關鍵零部件基本不具備產業化能力，產業鏈尚未形成。

“目前燃料電池車和純電動車誰更有前景，還沒有定論，所以不能不發展燃料電池車。”王秉剛擔心中國燃料電池車發展與其他國家的差距越來越大，但如何發展仍是未知數。

業內人士告訴記者，中國在氫燃料電池汽車方面還有趕超機會。首先，國家層面應進一步明確規劃目標，如在2020年以前，氫燃料電池汽車要具備商品化能力，并加大示范運行和推廣運用。以此目標為指引，在堅持新能源汽車以純電驅動為主要技術路線的同時，要加大在氫燃料電池汽車發展方面的支持力度，鼓勵有條件的企業積極參與，為產業化創造條件，推動建立和完善氫燃料電池汽車及相關技術標準體系，積極參與相關國際標準制定。

其次，有能力的整車企業應把氫燃料電池汽車發展納入規劃，并切實加大投入，車企間應加強在車輛技術、關鍵零部件供應商培育等方面合作，加快工程化開發和產業化能力建設進程。同時，應加強國際合作和交流，力爭以多種形式借助國際科研資源、產業資源盡快縮小差距，提高氫燃料電池汽車發展水平。

第三，國內相關科研資源要向氫燃料電池汽車關鍵技術領域傾斜，強化基礎研究，并會同整車、關鍵零部件企業加強工程化研究，集中攻克功率特性、壽命、冷啟動、續駛里程、成本等難題。

2015中國國際石墨烯創新創業大賽拉開序幕

為加快石墨烯產業化進程，助力中國經濟轉型升級，由中國石墨烯產業技術創新戰略聯盟主辦的“2015中國國際石墨烯創新創業大賽”日前正式啟動，活動將于2015年2-10月進行。

本次大賽由國家發展和改革委員會、工業信息化部、科學技術部指導，得到了多個國家級高新區、行業協會和行業領導企業的支持。石墨烯專家大腕云集，堪稱2015年石墨烯最具影響力的行業盛會。

大賽主題為“面向全球，創響中國”，根據計劃，大賽將在全球范圍內積極聯系1000支團隊，遴選200個石墨烯產業化項目，分別在無錫、常州、北京、深圳、寧波、重慶、哈爾濱等石墨烯產業創新示范區進行階段賽，經過激烈角逐，優秀項目將于10月29日在青島高新區進行總決賽并隆重頒獎。

大賽將評選出20個優秀項目，其中一等獎1名、二等獎3名、三等獎6名、優秀獎10名，共計千萬元巨額獎金支持優勝項目。2015年石墨烯明星將花落誰家？值得期待。