2018年,双积分政策正式落地,在这个新能源时代里,不仅带来了绿色的车牌,更是让EV、Hybird等字符更多的出现在了我们眼中。从家车企的产品序列来看,新能源车型也从龙套演员升级成为了配角,甚至大有在未来取代燃油车的趋势。
在新能源发展的过程中,中国选择了纯电这条道路,在全球市场,纯电(EV)、插电(PHEV)也是目前新能源汽车的绝对主角。同属于新能源的氢动力,依旧挣扎在最底层。嘿电有幸在2018年10月17日参加了第六届中韩汽车产业发展研讨会,对韩国现代公司的燃料电池技术以及中国目前的氢燃料新能源的发展,有了全新的认识。
从驱动车辆的形式来看,氢动力新能源车依旧要用电动机,本质上还是一辆电动车,只不过是在供能方式上,从我们熟知的锂电池更换成了氢氧燃料电池。 两种“电池”同样都是零排放,锂电池有能力密度小、低温活性差影响续航,充电速度慢的问题,氢燃料电池则没有,而且工作效率要高出不少,这正是氢被称为优质能源的原因。
我们可以把所谓的燃料电池看做一个反应堆,氢气从反应堆的阳极进入,氧气从阴极进入,在催化剂的作用下,氢氧发生化学反应产生电流和水,电驱动电机,水则直接排出。简单来说,纯电动车的工作原理是“充电直接用电”,氢燃料电池车则是H2+O2 “烧成”(化学反应)电能和水,相当于“烧氢”来发电。
很多人都觉得氢气是无污染的清洁能源,但是殊不知,氢气和电能一样,目前都应算作二次能源;氢气虽然可以通过利用多余的风电和水电进行电解,但是目前国内最主流的方式依旧是化工业的副产品输出(如生产氨的副产品就有氢气)。虽然国内的弃风电、弃水电有很多,但是这些电站要么在四川、云南的大山里,要么在新疆、内蒙古的草原上,把这些氢气再用燃油车运到东部沿海城市,颇有一种“太阳能手电筒”的既视感。可以说,如果追溯到制氢的源头,氢燃料电池,并没有你想象的那么环保。
由于受制于氢气液化的安全性和技术元素,目前运输氢大多都是以气体方式运输,这也导致单次运输的效率无法与汽油相提并论。因此,目前国外的加氢站,很多都采用了直接在站内制氢的方式进行,如果没有补贴,这样一个能制氢的加氢站,成本是加油站的5倍以上(千万级)。
除了氢气的来源问题,氢燃料车为何成本如此之高,最大的问题来自于反应堆。而反应堆中的催化剂(铂金)和PEM质子交换膜,又是价格最贵的两部分。PEM价格高,后续还有望通过技术迭代降下来,但是铂是贵金属,目前的探明储量比黄金还少,想要降到很低也是不现实的事情。
早在1998年,现代就开始开发燃料电池了,2005年完成了氢燃料电池系统的(韩国)国产化,在2013年量产的现代ix35氢燃料电池车是世界上最先量产的氢燃料电池车。2015年,搭载这套100kW燃料电池动力的ix35 FCV获得了沃德十佳发动机的称号。
在2018消费电子展(CES)上,现代汽车发布了旗下“下一代燃料电池车”——Nexo。动力方面,现代Nexo的整备质量相比以往的ix35燃料电池车整体减重20%,同时搭载在现代Nexo的第四代氢燃料电池技术的动力效率提高20%、燃料电池堆功率密度增加了30%。续航方面,现代Nexo的续航里程长达609km,加氢时间也能控制在5min左右。
不过,由于韩国本身能源匮乏,而且汽车的保有量和国土面积较小,氢气90%都依赖进口,同时现代也在澳大利亚设置了制氢基地。对于韩国而言,这样的能源战略是可行的,但是如果把这样的战略放在中国,显然是不合适的。
中国的国情与韩国有很大的不同,单从面积上来讲,中国就与韩国不是一个数量级的,因此在氢燃料电池车的推广上,自然不能照搬韩国的那一套。而根据参与会议的各位专家发言,我们发现,未来中国的氢燃料电池车,首先会在商用车领域有很大的发展。
一方面,我们的商用车数量虽然不多,总保有量大概也就3000万,但是消耗的柴油占比超过20%,排放的污染物占比超过68%,油耗和额外的污染物排放是要远高于乘用车的。如果把这些车型用氢燃料取代,将会是对能源的很大节约。
另一方面,燃料电池汽车相比锂电池在大载重量,长续航交通领域有先天的优势。首先,锂电池的成本和续航里程长度是有关联的,想要长续航,就得多装电池,装的电池多成本就上涨。而燃料电池是一次性的成本高,想要跑的远,把加氢罐的容积增加就可以了,不会增加太多费用。此外,商用车的使用强度高,长时间使用可能会出现容量衰减,而燃料电池则不存在这个问题,用在商用车领域也是一大优势。
在本次会议上,上汽集团和宇通客车分别介绍了旗下的氢燃料车型,虽然上汽荣威在2016年也发布了如550和950的FCV版本,但是目前主力车型,还是上汽大通的9座双模商用车——大通FCV80。宇通客车则是主攻8-12m的磷酸铁锂+燃料电池“双配置”的公交客车。
未来禁售燃油车是板上钉钉的事情,但究竟是纯电动还是燃料电池取代传统燃油车,谁也不敢确定。目前看来,锂电池车各方面的优势较为明显一些。从市场层面看,消费者购车主要看价格和使用便利性,未来等电动车价格下降后,氢燃料电池乘用车的生存空间会被进一步的压缩。但是考虑到能源安全层面,国家也开始加大了对氢能源燃料电池的研发投入。嘿电预计,在不久的将来,将会是锂电池+燃料电池+油电混合动力三分天下!
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