專家觀點

現在看電動,未來十年看氫能?

如果說新能源汽車正成爲百姓日漸熟悉的夥伴,氫能源車則算得上是其中的“生面孔”。但近年來,這副“生面孔”的發展前景卻被廣泛看好。

在“3060”雙碳目標的催動下,隨着政策的持續加碼以及燃料電池汽車示範應用城市群的帶動,氫燃料電池汽車的產業化之路正在加速到來。

氫燃料電池汽車已在京津冀、上海、廣東、河北、河南五大示範城市群密集投入運營,其中,北京市大興區計劃在2025年推廣不低於3000輛氫燃料電池汽車,並建成至少10座加氫站。上海市將在“四大區”陸續投放氫燃料電池公交,在此之前,首批80輛氫燃料電池網約車已正式進入商業化運營階段。

與此同時,氫燃料電池汽車賽道上還擠滿了急於搶跑的汽車廠商,圍繞氫燃料電池汽車的“卡位战”正快速展开。

多家車企進入氫能賽道

遠在亞洲東部的豐田是氫燃料電池領域第一個“喫螃蟹”的車企。早在上世紀90年代初,豐田就已开始投資氫燃料電池相關技術領域,並從2000年开始相繼推出了豐田FCH、Toyota FCHV-adv等試制車。2014年,豐田推出旗下首款可量產的氫燃料電池車型Mirai。豐田最近的“大動作”是夥同國內的海馬汽車,一起研究氫燃料電池技術。

與豐田相似,現代汽車也是較早研發氫燃料電池的車企之一。2013年,該車企推出旗下首款量產氫燃料電池車型——ix35 FCEV,之後研發出NEXO等氫燃料電池產品。2018年-2021年期間,現代先是在北京成立氫能產業基金,隨後在廣州建設名爲“HTWO廣州”的氫燃料電池系統生產基地。到了2023年,現代計劃把旗下氫燃料電池乘用車NEXO引入中國市場。

Nexo

最低售價:暫無報價

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懂車分暫無懂車實測暫無車友圈910車友熱議二手車暫無


看到豐田、現代在氫燃料電池領域頻頻布局,其他車企也沒“闲着”。2020年,上汽集團基於此前在燃料電池方面的布局,發布了名爲“氫战略”發展目標,即到2025年,至少推出10款燃料電池汽車產品,並試圖通過旗下專注於氫燃料電池研發的捷氫科技子公司,來搶佔這一細分領域的優勢地位。

有相同想法的還有長安和廣汽。長安旗下新能源品牌深藍汽車,在2022年重慶車展上發布了包含氫電版的車型深藍SL03(圖片|配置|詢價);同年,廣汽集團在科技日上發布全新的氫能源動力系統。

從豐田、現代等海外品牌,到上汽、長安和廣汽等國內品牌,這些車企不約而同地加快氫燃料電池汽車的推進速度,其背後的原因是一致的——爭奪這一技術路线的先發優勢。

氫燃料電池的優勢

車企紛紛盯上氫燃料電池技術路线,一方面是想盡早入局掌握更多主動權,擺脫對動力電池廠商的依賴,另一方面是因爲氫燃料電池有其獨特優勢。

首先是續航裏程局限小。與純電動汽車相比,氫燃料電池汽車增加了車載儲氫系統和具有發電能力的燃料電池系統。它供電的方式,是直接通過化學反應將燃料的化學能轉換爲電能。燃料電池汽車的所謂的“電池”,只發電,不蓄電,裝在儲氫罐裏的氫才是車輛儲存的能量,只要將氫源源不斷地提供給燃料電池,驅動系統就能獲得足夠的電能而驅動汽車行駛。也就是說,氫能源電池汽車的續航裏程並不取決於“電池”,而取決於儲氫罐裝多少氫。


其次是補充能量快。氫燃料電池中的氫氣屬於能量密度很高的能源,這樣的特性讓氫燃料電池車擁有補能快的優勢。以現代NEXO爲例,加氫5分鐘,就能實現596km(CLTC)的續航裏程。另外,純電動車的動力電池在低溫狀態會出現續航大幅衰減情況,但是氫燃料電池中的電化學反應發生過程中會產生熱量,在-35℃至45℃環境溫度下可以滿功率工作,續航裏程幾乎不受溫度影響。

第三是低碳、環保。有人將氫燃料電動汽車稱爲“移動的空氣淨化器”。由於燃料電池非常敏感,如果把不經過濾的空氣供給到燃料電池堆,空氣中所含的各種雜質會損壞燃料電池堆。因此,氫燃料電動汽車需要設置物理吸附、化學吸附等多道過濾裝置。而氫燃料電動汽車所排放到大氣中的氣體是經過淨化、濾掉雜質的。這也是爲什么氫燃料電動汽車會被稱爲“移動的空氣淨化器”。

僅憑續航裏程局限小、補能速度快、低碳且環保這幾大優勢,它也應該是未來新能源汽車發展的重要方向。

困於成本和技術

獨特優勢如此明顯,氫燃料電動汽車爲什么在國內推廣不开?

成本高是難題之一。以豐田Mirai爲例,在美國的起售價接近 5 萬美金,在國內的起售價來到了74.8萬元,幾乎與BBA等豪華品牌旗下的高端車型同價。

氫燃料電池家用車售價昂貴,用車成本也不便宜。據信達證券統計數據顯示,一輛氫燃料電池汽車百公裏成本接近1000元,相比之下一輛燃油車百公裏綜合成本爲528元,而鋰電新能源汽車的百公裏成本只有441元,這也揭露出了氫燃料電池技術無法壓低的成本。

除了自身成本貴的缺點,氫燃料電動汽車還被 “ 氫 ”本身卡住了脖子。氫氣作爲自然界密度最小的氣體,需要的儲存空間非常大。現有技術可將氫氣壓縮成液態氫進行儲存,但液氫的密度還是比汽油小了差不多十倍。現在的儲氫罐已經用上了包括碳纖維和高分子聚合材料等材料,如果要把氫的體積壓縮得更小,需在材料上進行深度研發,成本也會翻倍。例如,位於廣州南沙的國內首個固態氫儲能加氫站,光是研發、建設就高達好幾十億。


高昂的成本嚴重限制了加氫站的數量。根據中國氫能聯盟統計,截至2022年底,我國累計建成加氫站358座,其中在營245座。國內加氫站主要分布在北京、山東、湖北、上海等燃料電池汽車產業發展較快的地區。

技術問題當然也不容忽視。從產業鏈上看我國氫燃料電池發展、整車水平、系統水平和國外差距不大,不過越靠底層的關鍵材料越薄弱。比如,氫燃料電池的核心材料幾乎全部依賴國外廠家:在催化劑領域,國內僅有幾家企業可小批量生產;質子交換膜、膜電極等都主要依賴國外企業供應。此外,相對於我國日趨成熟的動力電池技術、各地方全力推進新能源全產業鏈體系建設、國家相繼出台打通新能源流通體系政策,帶動以車e估爲代表的新能源二手車相關的評估、動力電池回收等多場景商業應用,目前的氫燃料電池產業鏈尚未完善,體量及市場規模仍然較小。

基於以上分析,氫燃料電池汽車想要實現大規模推廣、產業化落地並非易事。但隨着技術的進步和政策的支持,氫能源汽車將在未來新能源汽車市場中佔據重要地位。未來的新能源汽車真的要充電、換電嗎?不一定,氫能源也許是最佳的新能源。


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