>汽车>>正文

加氢5分钟续航700公里,氢燃料电池车站上风口,是后发制人还是困境重重?

原标题:加氢5分钟续航700公里,氢燃料电池车站上风口,是后发制人还是困境重重?

经过多年的市场推广、政策支持,我国新能源汽车市场化成效显著,销量从2013年的1.8万辆增长至2018年的126万辆,2019年一季度以来仍保持高速增长。目前,我国新能源汽车市场主要以纯电动、插电混合动力汽车为主,而新能源汽车的另一个重要分支——氢能汽车似乎没有得到太大的关注,2018年氢燃料电池汽车的销量只有1527辆。

氢能汽车,顾名思义,就是以氢作为能源的汽车,将氢反应所产生的化学能转换为机械能以推动车辆。氢能汽车主要分为两种,分别是氢内燃机汽车和氢燃料电池汽车。简而言之,氢内燃机汽车是将氢气引入内燃机燃烧,类似于汽油在内燃机内燃烧做功来驱动汽车;而氢燃料电池汽车则是通过氢气在电池内发生电化学反应产生电能来驱动汽车。目前,发展较快的为氢燃料电池汽车。

发展新能源汽车,最终的目标就是减少污染和解决能源问题。既然我们已经有了纯电动汽车,为什么还要研发氢燃料电池汽车呢?氢燃料电池汽车与纯电动汽车相比有哪些不同之处呢?

首先,我们有必要先认识一下氢元素。氢,位于化学元素周期表的第一位,是最轻的元素,也是宇宙中含量最多的元素,大约占据宇宙质量的75%,几乎无处不有。氢气可以通过物理、化学、生物等多种方法制取,可谓取之不尽,用之不竭,困扰人类社会发展的能源枯竭问题就此可以说“拜拜”了。

氢经过燃料电池发生作用,释放电能推动机械作功,并与氧反应又重新产生水,水对环境没有任何污染,而纯电动汽车使用的锂离子电池含有重金属镍、钴等有毒污染物。因此,氢能汽车被视为全球最具发展潜力的清洁能源之一,被不少国家、学界、车企认定为“终极新能源汽车解决方案”。

氢能不仅环保,还具有很高的能量密度。氢的能量密度大致为1 kWh,约是汽油的2-3倍,是锂离子电池的5-10倍(目前大致是100-200 Wh)。5公斤的氢储量可支持氢燃料电池汽车(乘用车)连续行驶400公里以上(百公里消耗约1.25公斤)。目前,纯电动汽车所搭载的动力电池,大多数为三元锂材料和磷酸铁锂材料电池。尽管相比铅酸和镍氢电池,能量密度和续航里程已经有了极大的提高,但是依然难以打消消费者的里程焦虑症。相比之下,氢能的能量密度非常高,续航里程长,解决了纯电动汽车普及的最大障碍。而且,跟纯电动汽车相比,氢燃料电池汽车加注氢燃料只需要3-5分钟,这和在加油站加注燃油的时间不相上下,不像电动汽车充电至少需要半个小时甚至几个小时。

此外,氢燃料电池能量转换效率理论值高达60%-90%,实际使用效率是普通内燃机的2-3倍,具有很高的能量转换效率。与内燃机相比,氢燃料电池系统转动部件很少,不存在常规发电装置的噪声问题,系统更加安全可靠,爆炸风险也远低于汽油等常规燃料,属于非常安全的燃料类型。

氢燃料电池汽车的优势是十分明显的,要实现也并不困难,但困难之处在于如何降低氢气制造成本,解决氢气运输、储存和使用的诸多问题。

首先,氢燃料不能直接从自然界获取的,需要人工制造。常用的制氢方法有化石燃料催化制氢、工业副产物制氢、生物制氢及太阳能制氢等,但效果都不理想,设备复杂,投资大。当然,氢气能通过电解水获得,但能耗高。因此,目前工业制氢尚无最佳方案,仍然有待研发。

氢气的运输、储存也是一个重大障碍。低成本、小规模、灵活的制氢方式尚未实现,作为燃料的氢气需要进行贮运,氢的密度很低,就算燃料以液态形式储存在低温瓶或压缩气体瓶,在那空间内能够储存的能量也十分有限,而氢能汽车就更加受限,何况还有氢气爆炸的危险。

氢燃料电池汽车要大量普及,尤其需要众多加氢站。目前,国内加氢站数量还非常少。究其原因,一方面由于加氢站需要配置大型压缩机等大型设备,成本比加油站和充电站更高。另一方面,建设加氢站所需的关键部件大多依靠进口,增大了建设成本。此外,加氢站运行维护成本较高,需要依靠加氢规模效应平衡收支来盈利,而目前我国燃料电池汽车尚属起步阶段,运营车辆较少,盈利较为困难。没有足够的加氢站,消费者就不会买车,但没有足够的氢燃料电池汽车,就没有人会建加氢站。而在配套设施方面,纯电动汽车仅需充电桩就可以完成,比氢燃料电池汽车简单、方便,所以真正市场化推广应用,氢燃料电池汽车还有很长的路要走。

对氢燃料电池汽车本身来说,也比其他汽车更为精密,因此其维护成本也更高。氢燃料电池的运行催化剂是铂金,价格也相当昂贵。加氢速度固然可以比拟加汽油,但氢气是易燃易爆气体,加氢气需要高压处理,而不是汽油的常压,存在的安全问题也是一大隐患。

总之,理想很丰满,现实很骨感。氢燃料电池汽车的整个产业链制造成本居高不下,是影响其普及的一个重要原因。短期内氢燃料电池汽车想要超越纯电动汽车,难度还是很大的。

那么,在以纯电动路线为主的背景下,氢燃料电池汽车在中国是否还有市场?

现阶段,氢能的确不是最方便、最便宜的能源,但它终究还是一个未来的能源。无论煤、石油,还是可燃冰,都是一次性能源,挖一点少一点。氢则可以从不同来源,用不同方法来获取,甚至是永续循环和再生的能源。所以从战略的角度,氢能不赚钱也要做,现在利用氢能的效率比石油能源的效率低也要做,因为要站在产业金字塔上。如果现在不做,将来还想弯道超车,很难。

我国政府一直支持和鼓励氢燃料电池汽车发展。早在2009年开始对燃料电池汽车实行补贴,主要是免征购置税,同时给予一次性6-60万的补贴;2014年开始将加氢站纳入了补贴范围,刺激配套产业加速发展;2015年《中国制造2025》明确提出纯电动和插电式混合动力汽车、燃料电池汽车、节能汽车、智能互联汽车是国内未来重点发展的方向规定;2016年《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书(2016)》中首次提到“2020年我国加氢站数量达到100座,燃料电池车辆达到1万辆”的发展目标。政策支撑是氢燃料电池车发展的保障,为未来发展指明了方向。

虽然政策上大力支持,但相对于我国车企在纯电动汽车的进步,氢燃料电池汽车领域的成果并不丰硕。目前销售的氢燃料电池汽车主要使用于城市公交以及旅游景区的固定路线,没有彻底的面向民用消费级市场。产品方面,有成绩的仅有上汽、奇瑞、福田、宇通等车企。014年上汽荣威950氢燃料电池汽车亮相之后,已于2016年入选《免征车辆购置税的新能源汽车车型目录》;2018年,奇瑞艾瑞泽5 FCEV也已经亮相,据悉储存35兆帕/3.85公斤压缩氢气的艾瑞泽5FCEV的最大续航里程能够超过700公里;此外,福田、宇通等均实现了氢燃料电池电动客车产业化以及批量商业化运营,长城汽车也已瞄准了氢能与燃料电池市场。

不过,在纯电动车电池能量密度难以提升的瓶颈面前,随着制氢技术的不断获得突破,储氢、加氢从技术到布局的逐渐成熟,未来氢燃料电池汽车将有着广阔的市场前景。作为氢能源践行者之一,丰田2014年量产的第一辆氢电池车Mirai,便可实现加氢3-5分钟,续航达700公里。经过数年的发展已趋成熟,丰田正进入技术优化和商业生态构建的新阶段。韩国、美国、欧洲等国家也紧随其后,兴建加氢站并推出氢能源汽车。

当前,中国在新能源乘用车领域还在坚持纯电动技术路线,短期内氢燃料电池技术还无法成为主流,坚持氢燃料电池的丰田或许只能徐徐图之、伺机而动。相较于乘用车领域,氢燃料电池技术更容易在商用车领域切入。2019年上海车展期间,丰田掌门人丰田章男亲自到访中国,与北汽福田、亿华通签署战略合作,发展氢燃料电池车。丰田选择以商用车入手在中国推广氢燃料电池技术,并以此为基础寻找战友广泛结盟,再慢慢地向乘用车领域渗透,大纵深大迂回的大战略,可能更符合中国的国情。

随着传统化石能源长期使用所带来的环境和能源压力,推动新能源行业的发展和能源的高效利用已经势在必行。新能源汽车哪条技术路线最终会成功,是纯电动汽车还是氢燃料电池汽车?现在谁也说不准,只能由市场来选择。毋庸置疑,氢燃料电池汽车因其具有良好的环境相容性、能量转换效率高、噪音小、续航里程长、加注燃料时间短、无需充电等特点,市场前景广阔,未来几年氢燃料电池汽车产业将迎来爆发式增长。返回搜狐,查看更多

责任编辑:

声明:该文观点仅代表作者本人,搜狐号系信息发布平台,搜狐仅提供信息存储空间服务。
阅读 ()
投诉
免费获取
今日搜狐热点
今日推荐