燃料電池繞不過的坎 豐田開放專利四大猜想
日期：2024-10-16 05:12:59 作者：宏力精密鋼管 閱讀數(shù)：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(quán)。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(nèi)容。在市場導(dǎo)入初期(預(yù)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(tǒng)(約3350 項)等作為燃料電池汽車(FCV)的研發(fā)與生產(chǎn)基礎(chǔ)的燃料電池系統(tǒng)的相關(guān)專利的使用權(quán)，用于FCV的生產(chǎn)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(guān)的專利(約70項)的使用權(quán)。
按照鮑勃·卡特爾的說法，開放我們的知識產(chǎn)權(quán)將帶來更高的社會價值。打破這些傳統(tǒng)的企業(yè)壁壘后，我們可以推動他人的研發(fā)速度，以更快、更有效和更經(jīng)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(guān)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(zhàn)后豐田的發(fā)展以及近期混合動力汽車研發(fā)上可以看出端倪。
沒有哪個企業(yè)會把自己的核心戰(zhàn)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(lián)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(lián)想到一起。
馬斯克曾經(jīng)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(xiàn)夢想。對豐田來說，氫只有在建立燃料電池車主可以經(jīng)常光顧的強大的加氫網(wǎng)絡(luò)之后才可行。但是到目前為止，任何規(guī)模的加氫網(wǎng)絡(luò)根本就不存在。豐田也希望更多的企業(yè)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(qū)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(shù)，不再征收相關(guān)專利授權(quán)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(yù)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(xié)議。當(dāng)然，豐田也有不附加條件的加氫站技術(shù)專利開放。
猜想二：把技術(shù)路線納入到自己的軌道上來
人們?nèi)绻捎秘S田的專利技術(shù)，表面上節(jié)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(shù)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(yè)吸引到自己的周圍，形成一股強大的力量，從而取得技術(shù)主導(dǎo)權(quán)。一旦這樣的局面形成，前期免費撿便宜的企業(yè)就被套牢，想逃也逃不掉。
猜想三：摧毀其他企業(yè)的技術(shù)路線
除了豐田汽車外，全球幾大跨國汽車企業(yè)都投入到燃料電池的研發(fā)中，他們走的技術(shù)路線不盡相同。
據(jù)筆者了解，燃料電池根據(jù)電解質(zhì)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(zhì)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(shù)路線都有自己的特點，目前，很難說哪種技術(shù)路線有絕對的優(yōu)勢，總體來說，車用燃料電池大多采用質(zhì)子交換膜燃料電池。
豐田采用的技術(shù)也只是其中的一種，一位燃料電池研發(fā)人員查看了豐田的專利后告訴筆者，豐田的技術(shù)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(shù)路線企業(yè)，當(dāng)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(shù)，并委托生產(chǎn)，最終沖垮了運十的研發(fā)進一步向前。當(dāng)運十飛機最終被沖垮后，麥道飛機委托生產(chǎn)尾翼的合同也結(jié)束了，不再繼簽。
猜想四：減緩來自內(nèi)部的壓力
豐田為了研發(fā)燃料電池，這么多年已經(jīng)投入了數(shù)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(jié)論，但是這么多年關(guān)注燃料電池也認識了不少燃料電池研發(fā)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(fā)人員，他們都沒有那么樂觀。
研發(fā)燃料電池，給豐田汽車帶來了沉重的經(jīng)濟負擔(dān)，放開專利或者是為了減緩來自內(nèi)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(nèi)部也并不是100%的全力支持燃料電池研發(fā)，內(nèi)部也有反對聲音。
豐田汽車要花錢全力研發(fā)的技術(shù)太多了，混合動力技術(shù)已經(jīng)取得了全球領(lǐng)先優(yōu)勢，也看到了經(jīng)濟前景，理應(yīng)優(yōu)先獲得資金支持繼續(xù)研發(fā)下去;傳統(tǒng)汽車技術(shù)也不能放棄，畢竟傳統(tǒng)汽車的利潤是現(xiàn)金牛，失去傳統(tǒng)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(fā)缸內(nèi)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(yōu)勢，但也花了不少錢;燃料電池的研發(fā)更加開支巨大。
這么多要花錢研發(fā)的東西，僅靠豐田汽車自己一家難以承擔(dān)，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?jīng)看到了經(jīng)濟前景，即將到來的利潤增長點，研發(fā)經(jīng)費不能砍;傳統(tǒng)汽車的市場競爭力不能受影響，研發(fā)經(jīng)費不能砍，燃料電池還看不到明確的經(jīng)濟前景，對其做出調(diào)整或許是必然選擇。
但是，豐田已經(jīng)投入了數(shù)十億美元，無論哪個企業(yè)已經(jīng)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(fā)真得很難，主要體現(xiàn)在5個方面：催化劑、膜、儲氫、系統(tǒng)復(fù)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(yè)使用可能都不夠。
豐田汽車采用鍍層技術(shù)，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(chǎn)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(fā)展空間。
催化劑、膜、儲氫、系統(tǒng)復(fù)雜性與燃料電池本身相關(guān)，隨著技術(shù)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(chǎn)品和天然氣重整?；じ碑a(chǎn)品制氫，其成本大部分被主產(chǎn)品承擔(dān)了，自然價格比較便宜。但是，化工副產(chǎn)品制氫的數(shù)量有限，當(dāng)燃料電池大規(guī)模投入使用后，化工副產(chǎn)品制氫還能滿足需求嗎?
天然氣重整制氫的經(jīng)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(tǒng)汽車相比沒有什么優(yōu)勢;二是重整制氫的整個生產(chǎn)過程碳排放量比單純?nèi)紵烊粴膺€要高，沒有表現(xiàn)出低碳經(jīng)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(jīng)出現(xiàn)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(guī)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(xiàn)階段，燃料電池有一定的發(fā)展空間，這個空間取決于現(xiàn)有的幾種工業(yè)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(yōu)勢蕩然無存。