丰田为何开放燃料电池专利

丰田为何开放燃料电池专利为何把自己多年来辛辛苦苦积淀的燃料电池专利技术公之于众？是很傻很天真？还是有着更大的战略图谋2015年新年伊始，在美国拉斯维加斯举行的2015国际消费电子展开幕前夕，丰田汽车公司宣布，将无偿提供5680项燃料电池相关专利（包括正在申请中的专利）的使用权，包括燃料电池、储氢罐、电池控制系统等方面的技术专利，以及倾力打造的最新氢燃料电池车Mirai的关键技术专利，旨在推动并主导燃料电池车产业的发展。这个消息无疑是2015年汽车产业发展中第一枚重磅炸弹，相比于去年6月电动汽车顶尖厂商特斯拉开放的专利，丰田的这一次专利使用权开放显然更具有分量。一来是因为丰田品牌本身雄厚的技术积累远非特斯拉能比，二来其开放的燃料电池技术也要比纯电动技术要先进得多。技术优势一直以来都是各大企业赖以生存的重要资本，也是各大企业不断创新的根本动力。特别是在竞争激烈的新能源汽车动力领域，每一项技术的突破都有可能独占市场鳌头。那么，丰田为何会把自己多年来辛辛苦苦积淀的燃料电池专利技术公之于众呢？是很傻很天真？还是有着更大的战略图谋？若想弄清楚这背后的逻辑关系，需要先了解一下氢燃料电池车的基本情况。燃料电池车优缺点分析燃料电池汽车属于新能源汽车的一种，其工作原理是，作为燃料的氢在汽车搭载的燃料电池中，与大气中的氧气发生氧化还原化学反应，产生出电能来带动电动机工作，由电动机带动汽车中的机械传动结构，进而带动汽车的前桥（或后桥）等行走机械结构工作，从而驱动电动汽车前进。氢燃料电池汽车的核心部件是燃料电池，被成为终极环保汽车。其优点为：零排放或近似零排放，运行时也更为平稳、无噪声，且一次加氢续驶里程长，加氢时间短，相当于汽油车，远远高于纯电动车，一直以来被作为新能源汽车技术路线之一。中国汽车技术研究中心汽车试验研究所新能源实验室高级工程师王芳博士介绍说，氢燃料电池汽车在续航里程、燃料加注时间以及整体性能上都可与如今的传统燃油车比肩，在很大程度上消除了纯电动车的诸多问题。但任何事物都有利有弊，燃料电池车也不例外。1、氢气的来源问题。氢气不像氮气和氧气是空气中的最主要组成因素，想得到氢气需要通过电解水，但这是个不太经济和环保的方法。采用水解1公斤氢气的制造成本超过30元。先从电解水开始，耗费电能，产生氢气，氢气再发电过程中还会有能量损失；电解水的电现在也是以煤电为主，烧煤发电会污染环境。2、金属铂的稀缺。在氢燃料电池发电的过程中会用到金属铂作为催化剂。这种金属非常稀缺，如果大规模生产氢燃料电池，这个铂就是瓶颈，完全没有规模化后成本减少的效应，反而需求越多越贵。3、研发生产成本较高。与纯电动车不太相同的是，氢燃料电池汽车本身的技术门槛更高。燃料电池组作为氢燃料电池车的技术核心，是所有技术中难度最高的部分。由于燃料电池技术不完备和造价太高，所以市场发展比较缓慢。此外，加氢站建设也是个大问题。目前加氢站等支持设施比较稀少，在补充燃料的便利性上还远远不能和燃油车相比。丰田意在“一箭多雕”早在20年前，丰田就已经把燃料电池动力技术作为混合动力技术的替代产品列为其新能源战略发展的第二阶段。经过20多年的潜心研发，丰田在燃料电池技术方面已经实现全球领先，Mirai的量产上市更是证明了丰田在燃料电池动力的成本优化上有了突破性的进展。所以眼下对于丰田来说，技术上的难关基本突破了，接下来主要是突破市场难关。对世界新能源车市场发展动向有所了解的人都知道，丰田遇到了和纯电动汽车制造商特斯拉类似的问题：技术领先无法独自开拓市场，眼看着被更多车企选择的纯电动车在市场上的声势越来越大。作为世界第一大汽车消费市场的中国，正在大力推动电动汽车的应用，并在去年与德国签订了统一电动车接口的协议，这或许证明了中国市场至少在政策层面上有踏上纯电动车发展道路的可能性。一旦有了这个最大的市场的政策支持，纯电动车必将成为未来新能源车发展的主流。在这种情况下，燃料电池汽车的发展仅靠日本车企一己之力是无法实现普及的，所以丰田需要联合更多的厂商来“抱团取暖”，实际上是在和纯电动车抢路线。在丰田此次分享的5680项专利中，约1970项涉及燃料电池组技术，290项涉及高压储氢罐技术，3350项涉及燃料电池软件控制系统，还有70项涉及氢气生产和供应。其中，燃料电池车相关专利将免费开放至2020年，而氢气生产和供应技术相关专利永久免费。丰田在其官方声明中表示，制造和销售燃料电池车的汽车制造商、燃料电池零部件供应商，以及建设和运营加氢站的能源公司均可免费使用其燃料电池专利。以燃料电池为动力的公共汽车或铲车等工业设备也可包括在内，但汽车以外的产业使用专利则要先提出申请，并需要通过评估审核。对于丰田开放专利，丰田美国汽车运营部高级副总裁鲍勃?卡特的解释是：“我们认为，未来100年燃料电池会成为主流技术。让更多的汽车制造商和供应商发展这项技术，将会加快市场对这项技术的接受过程。”“协调合作与竞争的关系是非常困难的，但仅靠一家企业很难将技术推广开来。如果我们还是处在汽车只是汽车的时代，那还好说，但现在，汽车本身已经与基础设施紧密相连，通信、标准、电能不可或缺。所以我们必须携起手来共同前进。”日本汽车工业协会会长池史彦指出，“开发燃料电池车的企业并不多，但考虑到未来，燃料电池车潜能无限。为了促进普及，就需要像丰田这样，通过开放专利来使更多企业参与进来。非常欢迎这种做法。”丰田希望燃料电池车快速普及得到了日本政府的大力支持。2014年12月15日，丰田首款量产燃料电池车Mirai在日本本土上市，售价为723.6万日元（约合人民币37.5万元），得益于日本经济产业省提供的202万日元补贴，消费者实际承担的费用约为520万日元。另据海外媒体报道，东京都政府日前发布消息称，将在2020年东京奥运会期间投资452亿日元（约合3.85亿美元），主要用于投资氢燃料电池汽车的补助以及加氢站的建设。丰田计划2015年将Mirai燃料电池车推向美国市场，之后推向欧洲市场。丰田预计，Mirai燃料电池车的全球年销量约为5000〜10000辆。丰田在宣布开放专利的当日说，这款车只需3到5分钟就能加满氢气，续驶里程接近500公里，从静止状态加速到100公里/小时只需10秒，且该车实现了零排放，尾气只有水蒸气。此外，丰田还宣布，将在燃料电池车领域提供一个实质性的金融支持计划，包括投资建设加氢站，向商用车领域推广燃料电池技术等。对于丰田来说，这是一着迫于无奈的妙棋，一方面，有助于确立丰田在燃料电池车领域的领导地位和先入为主的地位，同时像特斯拉开放专利被人认为是“借他人之手培育市场”一样，丰田应该也有同样的盘算；另一方面，对于竞争对手来说，所谓的开放专利，实际上只有制氢技术相关专利永久免费，而最重要的燃料电池车相关专利的使用权只到2020年，之后就得付费了，届时要付出什么样的代价，主动权掌握在丰田手里。对于其他企业来说，这是一朵带刺的玫瑰。选择使用丰田的专利，则意味着2020年以后可能会受制于人，一旦养成惰性，就很难再愿意进行艰苦的研发，到最后可能任由丰田摆布了。同时，2020年被很多人认为是燃料电池车能够开始普及的节点，而在此之前，由于加氢站等基础设施的缺乏及燃料电池车本身的售价之高，即使其他汽车制造商依靠丰田的专利技术生产出燃料电池车，也很难产生业绩。中国电动汽车百人会成员、科技部电动汽车重大项目监理专家组组长王秉刚认为，对于有一定基础的车企和机构，丰田开放的专利会有用，但要学到核心技术并非易事。“丰田知道你学不精，不会对他构成威胁。”如果其他车企拒绝使用丰田的专利，选择自主研发，则要花费大量的时间和人力成本，同时要冒很大风险，毕竟不是每一项研发都能出成果，况且还要避开丰田的专利。这真是左右为难。中国燃料电池车路漫漫在中国扶持新能源汽车发展初期，燃料电池车并没有列入重点发展技术路线中，比如2008年出台的补贴政策中，燃料电池车没有获得补贴。直到2010年出台的第二轮补贴中，燃料电池车才被纳入。“此后的扶持和补贴力度还是比较大的，一辆燃料电池乘用车的消费补贴高达20万元，而且没有采用退坡机制，可以说高于混动和纯电动车补贴。”王秉刚认为，国家相关部门也意识到了不能放弃燃料电池车。除了消费端补贴，国家还进行科研补贴，纳入了创新补贴中，但企业反应很冷淡。纳入“十一五”国家863计划“节能与新能源汽车”重大项目课题中的有上汽、清华大学研发团队、北汽福田、奇瑞四家机构研发燃料电池，但近年还偶有燃料电池车消息传出的，只有上汽集团。国家补贴6年后的2014年9月，大连新源动力公司与上汽合作，亮相了“国内首台取得销售许可的燃料电池汽车”。据当地媒体报道，这台燃料电池汽车最高时速可达150公里，续航里程达500公里。但这辆车与国际水平差距较大：燃料电池的寿命只有3000小时，目前国外较成熟的技术，燃料电池寿命可以达到7000小时以上。在国家《节能与新能源汽车产业发展规划（2012—2020年）》中明确：氢燃料电池汽车与国际同步发展。但是，近年来，国内氢燃料电池汽车发展水平与先进国家比差距加大，主要体现在：氢燃料电池总体上处于工程化开发阶段，功率特性、冷启动、可靠性等主要技术性能指标与世界标杆产品比还有很大差距，关键技术领域所拥有的专利数目不多，技术标准未形成体系，成本居高不下，产品基本不具备商业化条件。差距加大的主要原因是相比电动汽车，氢燃料电池汽车技术门槛高，需要巨额投入，而我们技术和产业基础薄弱，资金和技术力量投入严重不足，技术链不完善，产业化能力较弱，除上汽外，大多数整车企业在氢燃料电池汽车方面没有开展实质性研发和产业化准备。催化剂、双极板等关键材料领域和高压储氢罐、空压机、氢循环泵等关键零部件基本不具备产业化能力，产业链尚未形成。“目前燃料电池车和纯电动车谁更有前景，还没有定论，所以不能不发展燃料电池车。”王秉刚担心中国燃料电池车发展与其他国家的差距越来越大，但如何发展仍是未知数。业内人士告诉记者，中国在氢燃料电池汽车方面还有赶超机会。首先，国家层面应进一步明确规划目标，如在2020年以前，氢燃料电池汽车要具备商品化能力，并加大示范运行和推广运用。以此目标为指引，在坚持新能源汽车以纯电驱动为主要技术路线的同时，要加大在氢燃料电池汽车发展方面的支持力度，鼓励有条件的企业积极参与，为产业化创造条件，推动建立和完善氢燃料电池汽车及相关技术标准体系，积极参与相关国际