近些年屏部,隨著低碳減排成為衡量車企發(fā)展水平的重要指標(biāo),同新能源相關(guān)的各項(xiàng)技術(shù)互聪,受關(guān)注程度也變得越來越高。除純電動(dòng)蛔钙、混合動(dòng)力去件、插電式混合動(dòng)力和增程式等技術(shù)外,氫能源汽車也由之前日韓車企的“一枝獨(dú)秀”,到被更多車企所提及和重視帖渠。在國(guó)內(nèi)谒亦,吉利、長(zhǎng)城汽車都曾經(jīng)發(fā)布過相關(guān)技術(shù)旬效,另一些大型車企也在長(zhǎng)期規(guī)劃中為氫能源汽車留有一席之地炬费。氫能源汽車究竟離我們有多遠(yuǎn),這項(xiàng)被稱為“新能源汽車終極發(fā)展方案”的技術(shù)讯匈,真的能改變未來的出行生活么?
■ 褒貶不一的氫燃料電池技術(shù)
許多不了解氫能源技術(shù)的人艾蜓,會(huì)錯(cuò)誤地認(rèn)為氫能源汽車是靠?jī)?nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的車型,只是燃料由汽油或柴油換成了氫氣策坏。實(shí)際上零反,氫能源汽車的準(zhǔn)確名稱應(yīng)該叫做氫燃料電池汽車。它的工作原理是氫氣在陽極通過擴(kuò)散層烈肉,在催化劑作用下生成氫離子迫讨,氫離子通過質(zhì)子交換膜到達(dá)陰極,并在催化劑作用下與氧氣生成水甩高。這個(gè)反應(yīng)過程中產(chǎn)生的電流將被輸送至外電路凤阱,靠電能驅(qū)動(dòng)汽車。
也就是說霸督,氫燃料電池車本質(zhì)上是電動(dòng)車芹枷,加注氫氣的目的是為了制取電能,這與增程式電動(dòng)車屬于同一種驅(qū)動(dòng)思路莲趣。
此外鸳慈,氫燃料電池車并不是新鮮事物。上世紀(jì)70年代石油危機(jī)時(shí)妖爷,汽車業(yè)界就曾經(jīng)掀起過一次氫燃料電池技術(shù)研究熱潮蝶涩。在支持者眼中,氫燃料電池具有能量密度高(為鋰電池的100倍以上)絮识、低溫性能好绿聘、續(xù)航里程長(zhǎng)、加氫速度快等優(yōu)點(diǎn)次舌。
特別是氫燃料電池汽車的最終生成物是清潔無污染的水熄攘,因此很多人都將這項(xiàng)技術(shù)比作新能源汽車的“終極發(fā)展方案”。
不過由于氫燃料電池與純電動(dòng)技術(shù)相比彼念,增加了一次能量轉(zhuǎn)換挪圾,造成了不必要的能量損耗,因此這項(xiàng)技術(shù)反對(duì)者同樣不少逐沙,且其中不乏汽車業(yè)界的重磅人物哲思。特斯拉CEO埃隆·馬斯克就曾明確表示“氫燃料電池沒有未來”版挣,大眾集團(tuán)CEO赫伯特·迪斯同樣對(duì)氫燃料電池技術(shù)的應(yīng)用前景不看好,他認(rèn)為在未來十年時(shí)間內(nèi)柴羞,氫燃料電池技術(shù)都不太可能被應(yīng)用在乘用車上婆裹。
■“一枝獨(dú)秀”的日韓氫能源乘用車
迪斯并不看好的氫能源乘用車,是一個(gè)怎樣的發(fā)展現(xiàn)狀呢?
實(shí)際上稳嘁,目前也確實(shí)只有日本和韓國(guó)的少數(shù)車企聚焦于量產(chǎn)氫燃料電池乘用車乱险。其中比較有代表性的如豐田Mirai、本田Clarity托习、現(xiàn)代NEXO等石检。
即使這僅有的幾款車型,也沒有交出令人滿意的市場(chǎng)成績(jī)單虏淋。以豐田氫燃料電池乘用車Mirai為例惯斥,該車于2014年正式推出,并于2020年推出第二代車型蔼魁。但6年時(shí)間里累計(jì)銷量?jī)H為1.1萬輛摆野,與豐田每年在全球市場(chǎng)超千萬輛的銷售總量相比,僅約占0.1%左右凛驮。
日韓車企之所以“逆勢(shì)”布局氫燃料電池乘用車裆站,與各自國(guó)家能源結(jié)構(gòu)有著緊密關(guān)系。同樣以日本為例黔夭,由于一次能源極度匱乏宏胯,工業(yè)生產(chǎn)和日常生活的能源大量依賴進(jìn)口。尤其是2011年福島核事故之后本姥,日本將占電力結(jié)構(gòu)30%的核電全部停運(yùn)肩袍,更加劇了日本能源問題。
2014年婚惫,日本制定了氫氣生產(chǎn)氛赐、儲(chǔ)存、運(yùn)輸和應(yīng)用的戰(zhàn)略路線圖先舷,其中交通領(lǐng)域的氫能替代任務(wù)十分艱巨艰管。按照規(guī)定目標(biāo),2025年日本將有20萬輛氫燃料電池車上路行駛蒋川,2030年這一數(shù)字將擴(kuò)大至80萬輛牲芋,同時(shí)加氫站數(shù)量將達(dá)到900個(gè)——而截至2020年底,全球加氫站總數(shù)也僅為544座倡挚。
除政策層面外情庐,以豐田、本田為代表的日本車企已經(jīng)積累了大量氫燃料電池技術(shù)和專利蒸拦,豐田甚至規(guī)劃建立一座占地175英畝的“未來城市”辙资,該城市將主要由氫燃料電池供電瞳竖。如果全球汽車圈其他玩家都不在這條賽道上共同下注,那么豐田胆中、本田包括現(xiàn)代所擁有的技術(shù)和專利再多句担,也無法轉(zhuǎn)化成實(shí)際的商業(yè)效益庆牵,這也成為上述車企持續(xù)推廣氫燃料電池技術(shù)的動(dòng)力之一橡收。
■ 氫能源目前更適合商用車領(lǐng)域
同日本和韓國(guó)相比,我國(guó)目前氫燃料電池技術(shù)的發(fā)展仍舊集中在商用車領(lǐng)域遏填。
中汽協(xié)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示配评,2020年我國(guó)氫燃料電池汽車產(chǎn)銷量分別為1204輛和1182輛,全部為商用車氛赞。截至2020年底再拴,我國(guó)累計(jì)推廣氫燃料電池汽車共約7200輛,其中絕大部分為物流車和客車赔癌。
那么诞外,被國(guó)內(nèi)各主要車企多次提及的氫燃料電池乘用車,離我們究竟還有多遠(yuǎn)呢?
答案恐怕并不樂觀灾票。首先峡谊,與純電動(dòng)車核心部件為電機(jī)、電控刊苍、電池不同的是既们,氫燃料電池的核心部件為膜電極和空壓機(jī),國(guó)內(nèi)企業(yè)目前在這些核心部件方面并不具備優(yōu)勢(shì)正什,不存在電動(dòng)車那種短期內(nèi)彎道超車的可能性啥纸。
此外,催化劑在氫燃料電池內(nèi)部起著舉足輕重的作用婴氮。目前氫燃料電池電堆用的催化劑仍是鉑斯棒,這是一種十分稀少的貴金屬,全球目前探明儲(chǔ)量?jī)H為十余萬噸主经。同時(shí)荣暮,我國(guó)企業(yè)對(duì)鉑催化劑的使用效率也低于海外競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。有資料顯示追祈,豐田對(duì)于鉑的單位用量可達(dá)到0.2g/kW返乏,而國(guó)內(nèi)企業(yè)的鉑單位用量則為0.4g/kW。
由此可見俐番,即使國(guó)內(nèi)主流車企看好氫燃料電池的發(fā)展香诽,但商用車仍將是未來相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)該技術(shù)的主要應(yīng)用場(chǎng)景。除技術(shù)瓶頸外撇熬,占我國(guó)汽車保有量12%的商用車目前制造了道路交通56%的碳排放庐丁,氫能可以作為柴油的有效替代方案仓煌。此外還要考慮建設(shè)加氫站的成本問題。一座加氫站的建設(shè)成本接近1200萬元榨凭,而一個(gè)加油站的建設(shè)成本約為200萬元熔徊。由于商用車運(yùn)營(yíng)模式和路線較為固定,只需在沿線建立相對(duì)少的加氫站即可滿足使用量要求郑迅,并將成本降至合理水平朽晓。
■ 氫能源乘用車還要等多久
氫燃料電池乘用車我們還要等多久?要解答這個(gè)問題,有必要了解一下灰氫令聂、藍(lán)氫和綠氫的概念方仿。
灰氫指的是通過化石燃料燃燒產(chǎn)生的氫氣,這種制氫技術(shù)最為簡(jiǎn)單且成本低统翩,但生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳排放仙蚜。藍(lán)氫是指將天然氣通過蒸汽甲烷重整或自熱蒸汽重整制氫,與灰氫相比厂汗,藍(lán)氫產(chǎn)生的溫室氣體排放相對(duì)較少委粉。綠氫則是通過可再生能源制造氫氣,如最常見的電解水制氫娶桦,在生產(chǎn)綠氫的過程中將不會(huì)產(chǎn)生碳排放贾节。
由于我國(guó)已經(jīng)制定了明確的碳達(dá)峰和碳中和時(shí)間表,為了助力實(shí)現(xiàn)目標(biāo)趟紊,上述三種制氫方法中氮双,綠氫顯然成為最合理的選擇。
從我國(guó)目前能源結(jié)構(gòu)和分布狀況來看霎匈,未來將有望建成一個(gè)由光伏發(fā)電-特高壓輸電-儲(chǔ)能設(shè)備-新能源汽車的全新能源大閉環(huán)戴差。在這個(gè)閉環(huán)中,從我國(guó)西北地區(qū)通過光伏發(fā)電產(chǎn)生的大量電能铛嘱,將通過特高壓輸電技術(shù)被送往東南部經(jīng)濟(jì)活躍地區(qū)暖释。這些電能達(dá)到東南部地區(qū)后,一部分通過儲(chǔ)能電池的形式儲(chǔ)存起來波烘,由于氫氣的儲(chǔ)能時(shí)間和儲(chǔ)能密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于電池在摔,因此將有相當(dāng)一部分電能會(huì)以電解水制氫的形式,也就是綠氫被儲(chǔ)存下來亥矿。
此時(shí)唤吐,被車企心心念念的新能源乘用車作為能源閉環(huán)的最后一個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),將終于有了用武之地锨飞。同時(shí)诫幼,在相關(guān)技術(shù)越發(fā)成熟和加氫站建設(shè)成本降低的雙重加持下,氫燃料電池乘用車才會(huì)顯現(xiàn)大規(guī)模普及的機(jī)會(huì),成為未來出行的主角翅殃。