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新能源不只純電動 氫燃料電池正在路上

   2020-04-22 愛卡汽車

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核心提示:在過去的數年里,中國、歐洲等地大力推行電動車,并推出了眾多扶持政策,但時至今日,電動車還是沒能風靡全球,市場規模也不盡如

在過去的數年里,中國、歐洲等地大力推行電動車,并推出了眾多扶持政策,但時至今日,電動車還是沒能風靡全球,市場規模也不盡如人意,主要原因為電動車的續航里程短、充電速度慢等瓶頸問題尚未得到解決。在這種大背景下,氫燃料憑借著密度高、加氫速度快等優點引起了市場的注意。

氫燃料電池的優缺點

與電動車相比,氫能源汽車在很多方面都有優勢,最為明顯的便是續航里程。過去十年里,電池的能量密度提高了數倍之多,電動車的續航里程也從100km+提升到了700km+。如今若想繼續大幅提升能量密度,則需要升級電池的正/負極材料,但目前正極材料的鋰已經是原子量最小的金屬元素,所以說鋰電池能量密度的上升空間非常有限。而氫燃料電池的能量密度是鋰電池的數十倍乃至上百倍,目前小鵬P7是國內續航里程最長的電動車,為706km,而將在今年上半年上市的海馬7X氫能源車的續航里程達到了800km,所以在續航里程層面,氫能源汽車的先天優勢更大。

電動車過長的充電時間也讓很多車主頭痛不已。電動車電池的承受能力有上限,過高的電流不僅會對電池造成傷害,甚至還會引起事故,所以現在電動車的充電時間短則2、3個小時,多則7、8個小時。相比之下,氫能源汽車的工作原理類似于燃油車,加氫時間也只需要3-5分鐘,從根本上解決了充電時間長的問題。

除了續航里程長、加氫時間短這兩個優勢外,氫能源汽車還有諸多優勢,其一是真正做到了零排放,液態氫作為燃料與氧氣結合后,只會產生熱量和水,沒有任何有污染的氣體。其二,氫能源還可再生,更符合未來發展的大方向,除了工業副產品制氫之外,還能通過煤制氫、電解水制氫等方式獲得。

雖然獲取氫的方式有很多,但每種方法都存在局限性。例如天然氣制氫需要以化石燃料作為原料,本質上并不環保;焦爐氣制氫利用的是煉焦的副產物,生成氫氣的同時,還夾雜大量污染物;甲醇裂解制氫成本低、無污染,但該方式無法大規模生產。

此外,氫能源汽車配套的基礎設施建設也未成規模。與電動車不同,氫能源汽車無法在家里加氫,只能依賴加氫站,但無論是國內還是國外,加氫站的建設都較為匱乏。截至2020年1月,國內僅建成了61座加氫站,遠不及公共充電樁的數量,更別提數以萬計的加油站了。所以說,想要全面推廣氫能源汽車,前提是加氫站具有一定規模。

值得一提的是,雖然現階段氫能源汽車面臨很多問題,但整個體系正在不斷完善。例如我國計劃到2020年加氫站數量達到100座,2030年達到1000座;韓國計劃到2025年打造年產量為10萬輛的生產規模。同時,存儲氫氣用的氫壓力罐也正在不斷改進,金屬儲氫、玻璃微球儲氫、吸附儲氫、有機化合物儲氫等都將在未來2-3年面世,以此來增加氫能源汽車的安全系數。

全球車企加強氫能源建設

氫能源汽車的前景十分明朗,世界各地的車企紛紛加碼氫能源領域。亞洲方面,國內的吉利汽車、長城汽車、上汽集團已經小有所成,紛紛對相關燃料電池公司完成了收購,其中吉利汽車還在2019年發布了2款氫能源客車;豐田汽車作為氫能源領域的先行者,旗下Mirai車型已經推出了第二代,將于今年年底在日本、北美以及歐洲等地開始銷售;韓國對氫能源汽車的終極目標是到2040年累計產量達到620萬輛。

在歐洲地區,寶馬集團在4月13日首次公布了BMWiHydrogenNEXT動力系統的技術細節,并將在2022年基于當前的X5車型,對氫燃料電池動力系統實驗性地進行小規模量產。同時,寶馬官方還表示,氫燃料電池技術有可能成為該集團動力系統組合的第四大支柱;奔馳在2019年亞洲CES車展上推出了旗下首款氫能源汽車——GLCF-CELL,目前該車已經在德國本土交付。

美洲地區,通用汽車早在2013年7月就與本田達成合作協議,共同開發新一代燃料電池系統和氫儲存技術。到了2017年又與本田汽車成立了合資公司,二者致力于將氫燃料電池系統投入量產,并為未來的氫燃料電池產品提供技術和動力儲備。

寫在最后:無論國內還是國外,氫能源汽車的發展都正處于起步階段,安全、成本、配套設施等方面尚未完善。與乘用車相比,氫能源在商用車領域的發展稍顯迅速。數據顯示,2015至2018年間,我國氫燃料電池汽車銷量分別為10輛、629輛、1275輛、1527輛。2019年,我國共生產氫燃料電池客車1335輛,氫燃料電池專用車1683輛,總計3018輛,上漲趨勢明顯。筆者認為,隨著技術的成熟及政策的支持,氫能源很可能重新定義未來的汽車工業。



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