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氢燃料电池车“被判”出局,电动车成未来主宰?

发布日期:2022-08-01 02:22    点击次数:112

知名的科学杂志《Nature》是全世界最新技术的风向标。前段时间,这份杂志旗下的期刊之一《nature electronics》发布了一篇论文,没有走一贯的“技术路线”,而是从商业角度上,质疑了氢燃料电池车的未来。

nature网站截图

氢能源车主要有氢燃料电池与氢内燃机两种形式。氢内燃机与燃油车相似,只不过把燃料变成了氢气,发动机与此前的汽油发动机、天然气发动机有共同之处,整体来说成本只比燃油车稍高一点,但缺点也不少,首先他并不能具备电车般的加速,同时存在发动机的噪音;其次,氢气会使一般金属发生“氢脆”,车辆寿命受到挑战。

而氢燃料电池车与现在的电动车几乎相同,只是电池变成了氢燃料电池,氢气与氧气经电化学反应后透过质子交换膜产生电能,只会排出水。同时相比电动车来说,具有长续航、补能快的优势,以丰田的氢燃料电池车Mirai为例,续航可达700-800公里左右,而加氢时间只需要5分钟左右。但这种氢燃料电池的生产成本较高,还需至少数年才能降低至与锂电池相当的生产成本。

这篇论文讨论的就是这种“氢燃料电池车”,从一般乘用车到商用车角度都对其商业可行性进行了否定。

电动车抢占先机

有数据表明,公路运输所产生的碳排放在交通运输的总排放当中占到了85%左右。因此减排需要最先对公路运输“开刀”。这篇论文表示,目前世界上大约有1500万辆电动与插混车,共350多种车型可供选择,相比之下氢燃料电池车在全球只有约2.5万辆,并且90%都集中在中国、美国、日本与韩国。而在补能上的差异更是天差地别,在全球只有540个左右的加氢站,而电动车充电站多达300万以上。

丰田的氢燃料电池车Mirai

因此,电动车已抢占先机。虽然论文并没有解释变成这样的原因,但品驾认为主要有两点,相比氢燃料电池来说,锂电池的技术更加成熟,在价格上也更能被大众所接受,而加氢站的建设成本高,同时对氢能源供应链有要求,因此在补能网络的建设上也存在难度。

此外,论文还指出, 427在那个电动车续航不足150公里,充电需要好几个小时的年代,氢燃料电池车确实有优势,但现如今电动车的实际续航普遍可以达到400公里左右,并且在800v高压平台的加持下,充电15分钟就能跑200公里。

其实除了快速充电外,换电也是提升电动车使用体验的重要手段。一次换电只需要5-10分钟左右,速度并不比加油或加氢快,并且还可灵活选择电池大小,避免额外浪费。

如果这么看,氢燃料电池车是不是真完了?在商用领域或许还有机会。

商用重卡“不需要”长续航

电动卡车的发展其实要比一般电动乘用车早得多,目前在许多城市都已经能看到用于城市内运输的卡车不少都是纯电车型。不过对于跑长途的重卡来说,目前的纯电重卡还只能适用于一些港口、矿区等,无法担负长途运输。且目前的电动重卡也还处于缺少大功率充电桩的阶段。

相比之下,氢燃料电池车能提供更快的补能速度与更长的续航。不过即便如此,这篇论文还是对氢燃料电池持怀疑态度。论文指出,对重卡来说,更长的续航以及更短的补能速度并不是很必要。因为在欧洲,法律规定在驾车5小时后必须休息45分钟,因此400公里左右的续航就足够,在休息时间可用来充电。此外,该论文还举出了“充电公路”(即通过在路边或地下架线,为电动车无线充电的方案)的例子,来证明电动卡车未来更有优势。

中国重汽集团生产的黄河X7氢燃料电池雪蜡车

品驾认为,“充电公路”在成本、技术等方面面临的问题恐怕比氢燃料电池车更大。此外,重卡同样需要长续航。一方面,很多重卡并不是由单个司机驾驶,而是由两到三人交替驾驶,采用“人歇车不歇”的方式。另一方面,该论文的作者更多的以欧洲的视角来看待问题,但如果放在像我国这样国土面积大的国家来说,长续航与快速补能更是必不可少。

不过在成本上,氢燃料电池车面临的挑战更为巨大,商用车比乘用车更重视成本上的问题,但在供应链以及产量形成规模前,氢燃料电池车的制造成本以及补能成本都要高于电动车。

氢与电,只能是对立关系吗?

在论文的最后,作者提出一个观点:在许多历史案例当中,其决定性因素的往往不是技术问题,而是成本问题,留给氢燃料电池去降低成本、进一步市场化的时间并不多。据Information Trends发布的数据显示,2021年全球氢燃料电池乘用车销量为1.6万辆,创下历史新高,相比2020年高出近90%。但仍然无法与电动车“同场竞技”。

但在我国,氢与电两条路线并不对立。目前电动车市场的火热有目共睹,而氢燃料电池车虽然在市场上热度较低,但在技术上并没有停止发展。上汽大通、广汽、红旗与长安等品牌都在近年来推出过氢燃料电池车型,不过都未能大范围走向市场。据中汽协数据显示,去年我国燃料电池车销量仅1556辆,并且以商用车为主。

政策方面,2020年9月,国家发改委、工信部等五部门发布《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》,将对燃料电池汽车的购置补贴政策,调整为燃料电池汽车示范应用支持政策,对符合条件的城市群开展燃料电池汽车关键核心技术产业化攻关和示范应用给予奖励。在补能方面,全国各地也都出台了相关政策,在上海,加氢站最多可以得到500万元的补助资金,在北京大兴区,将多点布局加氢站和油氢混合站,山东省内也有多座城市出台相关政策,支持加氢站的建设与发展。

关于电动车也仍有多项政策扶持发展。例如在换电领域,工信部在2021年印发《关于启动新能源汽车换电模式应用试点工作的通知》,决定启动新能源汽车换电模式应用试点工作。共有11个试点城市,其中综合应用类城市8个(北京、南京、武汉、三亚、重庆、长春、合肥、济南),重卡特色类3个(宜宾、唐山、包头)。

而在本次冬奥会上,则是展现了一种正确的发展方向。赛前发布的《北京冬奥会低碳管理报告》指出,将按照“平原用电、山地用氢”的原则,在各赛区推广电动汽车与氢燃料电池汽车。

氢燃料电池车与电动车都有着各自的优势,可以在不同领域、不同地区发挥自己的作用。氢燃料电池车在各类商用车上都有着巨大潜力,而电动车在乘用车上已经取得了不错的成绩,现在给哪一条路下定论,都为时过早。