燃料電池繞不過的坎 豐田開放專利四大猜想
日期：2024-11-29 19:32:41 作者：宏力精密鋼管 閱讀數：414日前，豐田高級副總裁鮑勃·卡特宣布公司決定開放燃料電池專利的使用權。這個決定讓新能源汽車市場炸開了鍋。人們紛紛問：豐田想干什么?
先看看豐田汽車開放專利的內容。在市場導入初期(預計到2020年底)，無償提供燃料電池組(約1970項)、高壓儲氫罐(約290項)、燃料電池控制系統(約3350 項)等作為燃料電池汽車(FCV)的研發與生產基礎的燃料電池系統的相關專利的使用權，用于FCV的生產和銷售。此外，為促進加氫站盡快普及，將無限期無償提供制造、供給氫氣的加氫站相關的專利(約70項)的使用權。
按照鮑勃·卡特爾的說法，開放我們的知識產權將帶來更高的社會價值。打破這些傳統的企業壁壘后，我們可以推動他人的研發速度，以更快、更有效和更經濟的方式迎接未來。
這些擺在明面上的說辭總是高大上，我們更關心豐田做出這個決定的背后邏輯是什么?豐田是一家老牌汽車公司，開放專利不是一時沖動;豐田也是一家比較注重未來的老牌汽車公司，從戰后豐田的發展以及近期混合動力汽車研發上可以看出端倪。
沒有哪個企業會把自己的核心戰略和盤托出。豐田既然決定開放專利，我們不妨從利益的角度進行猜想。
猜想一：聯合其他力量做大燃料電池市場
此前有過特斯拉開放專利的舉動，馬斯克的理由也很高大上，人們很自然地把豐田的舉動與特斯拉的放開專利聯想到一起。
馬斯克曾經夢想到處興建超級充電站，但是，他碰到了困難，放開專利，希望借助全社會斯 力量實現夢想。對豐田來說，氫只有在建立燃料電池車主可以經常光顧的強大的加氫網絡之后才可行。但是到目前為止，任何規模的加氫網絡根本就不存在。豐田也希望更多的企業加入進來，把盤子做大。
但是，豐田的專利開放與特斯拉的舉措還是有很大區別。馬斯克在官方博客宣布，該公司將向社會開放電動車制造技術，不再征收相關專利授權費。
特斯拉的專利開放沒有附加任何條件，但是，豐田的專利開放附加了條件，一是時間期限(預計到2020年底);二是豐田請求(但不強求)提供自己的專利的互惠協議。當然，豐田也有不附加條件的加氫站技術專利開放。
猜想二：把技術路線納入到自己的軌道上來
人們如果采用豐田的專利技術，表面上節省了一大筆費用，撿了大便宜，但是，今后必須沿著豐田的軌跡前行，以后技術升級不可避免面臨著有償使用的局面。
這正是豐田所希望的，前期舍得付出，這一大群企業吸引到自己的周圍，形成一股強大的力量，從而取得技術主導權。一旦這樣的局面形成，前期免費撿便宜的企業就被套牢，想逃也逃不掉。
猜想三：摧毀其他企業的技術路線
除了豐田汽車外，全球幾大跨國汽車企業都投入到燃料電池的研發中，他們走的技術路線不盡相同。
據筆者了解，燃料電池根據電解質不同，可分為堿性燃料電池(AFC)、磷酸型燃料電池(PAFC)、熔融碳酸鹽型燃料電池(MCFC)、質子交換膜燃料電池(PEMFC)、固體氧化物燃料電池(SOFC)和直接甲醇燃料電池(DMFC)等幾種。
這些技術路線都有自己的特點，目前，很難說哪種技術路線有絕對的優勢，總體來說，車用燃料電池大多采用質子交換膜燃料電池。
豐田采用的技術也只是其中的一種，一位燃料電池研發人員查看了豐田的專利后告訴筆者，豐田的技術路線與我國有些不同。豐田放開燃料電池專利，有可能孤立其他技術路線企業，當他們被孤立后，競爭對手前期投入的資金等于打了水漂。我國運十飛機曾有過類似的悲劇，麥道飛機向我國免費提供飛機尾翼技術，并委托生產，最終沖垮了運十的研發進一步向前。當運十飛機最終被沖垮后，麥道飛機委托生產尾翼的合同也結束了，不再繼簽。
猜想四：減緩來自內部的壓力
豐田為了研發燃料電池，這么多年已經投入了數十億美元，到2020年就會開始有收獲嗎?筆者是門外漢，下不了這個結論，但是這么多年關注燃料電池也認識了不少燃料電池研發人員，他們有中國、美國、加拿大、日本、德國等國家的博士級、教授級的研發人員，他們都沒有那么樂觀。
研發燃料電池，給豐田汽車帶來了沉重的經濟負擔，放開專利或者是為了減緩來自內部的壓力，最后一搏，或許取得意想不到的效果，
筆者猜想，豐田汽車內部也并不是100%的全力支持燃料電池研發，內部也有反對聲音。
豐田汽車要花錢全力研發的技術太多了，混合動力技術已經取得了全球領先優勢，也看到了經濟前景，理應優先獲得資金支持繼續研發下去;傳統汽車技術也不能放棄，畢竟傳統汽車的利潤是現金牛，失去傳統汽車的市場競爭力，混合動力、燃料電池的未來前景無論多么美好，都是“水中花，鏡中月”，從豐田汽車最近花重金研發缸內直噴、渦輪增壓等可見一斑;雖然豐田在純電動汽車上沒有什么優勢，但也花了不少錢;燃料電池的研發更加開支巨大。
這么多要花錢研發的東西，僅靠豐田汽車自己一家難以承擔，日本政府給了一部分，但政府不能全包，大部分還得靠豐田汽車自己，這或許逼迫豐田汽車不得不有所選擇?；旌蟿恿σ呀浛吹搅私洕熬?，即將到來的利潤增長點，研發經費不能砍;傳統汽車的市場競爭力不能受影響，研發經費不能砍，燃料電池還看不到明確的經濟前景，對其做出調整或許是必然選擇。
但是，豐田已經投入了數十億美元，無論哪個企業已經投入這么多，就這么放棄，誰也不會甘心，放開專利最后一搏，或許能取得意想不到的效果。
燃料電池有繞不過去的坎
燃料電池的研發真得很難，主要體現在5個方面：催化劑、膜、儲氫、系統復雜性和制氫。目前，燃料電池的催化劑必須使用貴金屬鉑，鉑的儲量非常少，全部供給汽車業使用可能都不夠。
豐田汽車采用鍍層技術，把每輛車鉑的用量降到100克，未來爭取達到20克。目前，全球汽車保有量超過10億輛，即使按照20克計算，也需要2萬噸。有資料顯示，世界鉑族元素礦產資源總儲量約為3.1萬噸，其中，鉑的總儲量約為1.4萬噸。很顯然，燃料電池必須擺脫對鉑的依賴，才有廣闊的發展空間。
催化劑、膜、儲氫、系統復雜性與燃料電池本身相關，隨著技術進步，這些難題都能破解，然而，氫氣從哪里來是一個繞不過去的坎。
目前，燃料電池使用的氫氣主要來源于化工副產品和天然氣重整?；じ碑a品制氫，其成本大部分被主產品承擔了，自然價格比較便宜。但是，化工副產品制氫的數量有限，當燃料電池大規模投入使用后，化工副產品制氫還能滿足需求嗎?
天然氣重整制氫的經濟性并不突出，這種方法有三個問題，一是燃料電池較高的能源效率被制氫過程拉低，整個過程的能源效率與傳統汽車相比沒有什么優勢;二是重整制氫的整個生產過程碳排放量比單純燃燒天然氣還要高，沒有表現出低碳經濟的特點;三是重整制氫還會陷入居民生活與燃料電池爭奪氣源的尷尬境地。幾個城市已經出現天然氣出租車排隊2小時加氣的景象。
唯一可滿足燃料電池大規模使用的氫氣來源只有電解水，但是，這個方法需要耗費大量的電能，成本非常高。這種方法只有“人造太陽”成功后，才有可行性，那時候，電能成為非常低廉的商品。
現階段，燃料電池有一定的發展空間，這個空間取決于現有的幾種工業制氫量與燃料電池使用量的平衡點，超過了平衡點，燃料電池的優勢蕩然無存。