去年9月,中国首次提出了“努力争取2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和”的应对气候变化新目标。同时,碳达峰和碳中和被首次写入政府工作报告。
毫无疑问,减少碳排放将会成为未来能源行业的工作重点,汽车行业的变革也将变得无比关键。氢能源作为一种绝对清洁的“完美绿色能源”,或将在我国实现碳达峰、碳中和的过程中扮演重要的角色。
氢能源,下一个产业风向标?
电动汽车经过多年的发展,目前已经被消费者所接受,之所以电动汽车能够快速普及,很大部分原因在于国家相关部门补贴政策的介入。
据市调机构Canalys的最新数据显示,2020年全球电动汽车销量同比猛增39%至310万辆。Canalys预测,2028年电动汽车销量将会增加到3000万辆;到2030年,电动汽车市场将会占据全球乘用车销量的近一半。
面对潜力如此巨大的电动汽车市场,各大车企却并没有完全将重心集中在电动汽车市场上,而是开始兼顾起氢能源汽车市场的发展。
比如上汽集团发布了燃料电池MPV上汽大通EUNIQ 7,并宣布“氢战略”同步进行。上汽公司明确指出,要在2025年实现“十、百、千、万”四大目标,即旗下捷氢科技达到百亿市值,建立千人以上燃料电池研发运营团队,形成万辆级燃料电池整车产销规模,市场占有率超10%。
从上汽集团的“氢战略”规模就可以看出,上汽集团对氢能源发展的重视。除了车企重视氢能源汽车的发展以外,政府相关部门也开始重视氢能源汽车的发展。
2020年5月9日,财政部发出了《开展燃料电池汽车示范推广》意见稿,推广超过1000辆达到相关技术指标的燃料电池汽车。该意见稿的发出让大家再次看到氢能源汽车发展的希望,要知道在2019年期间,财政部曾多次对外释放过“氢燃料电池汽车补贴按既定政策退出”的信号。
之所以相关部门对氢能源如此重视,各大车企也在加速发展氢能源汽车,与氢能源的优势有着极大的联系。
作为宇宙储量最丰富的元素,氢构成了宇宙质量的75%,在地球上储量排第三。大储量保证了它作为能源供给的充足性。以日本政府为例,为了解决过度以来进口化石能源、核电重启困难以及国内可再生能源禀赋一般等问题,日本政府高度重视氢能产业的发展。日本经济产业省(METI)2019年提出了《氢能与燃料电池战略路线图》。
除了具备充足性以外,氢气是常见燃料中热值最高的(142KJ/g)约是石油的3倍,煤炭的4.5倍。换句话说,在消耗相同质量的石油、煤炭和氢气的情况下,氢气所提供的能量最大,这一特性是满足汽车、航空航天等实现轻量化的重要因素。
总的来说,氢能源汽车发展对于汽车行业来说有着极其重要的意义,甚至可以打破电动汽车续航里程桎梏的问题。
或许很多人都不知道,在过去的十年时间里,锂电池的能量密度已经提高了2.5倍,已经接近安全极限,想要再次提升十分困难。如果车企强行提高电池的续航里程,势必会造成严重的安全隐患问题。
氢燃料汽车避免了纯电动汽车的短板,甚至与传统燃油车的特性非常相似。比如说,加氢和加油都只需要几分钟。在这样的情况下,车主不需要为了寻找充电桩而感到苦恼,也免去了充电所需要的时间。
虽然目前市面上不少电动汽车已经支持快充,充电30分钟就能充满80%,但是长期用车的话还是会影响到用户的使用效率。所以,氢能源汽车或许能够凭借着自身的优势将电动汽车取而代之,成为下一个汽车时代的能源风向标。
氢能源汽车普及难
很多人都会感到非常好奇,为什么更为环保的氢能源汽车会被电动汽车碾压,没能成为新能源汽车市场的主流。
91che认为现今氢能源汽车无法像电动汽车一样普及,主要是包括以下三个方面的原因:
一、成本高昂
电动汽车的技术原理相对比较简单,研发成本低,产业链甚至比燃油车更短,这也是为什么在新能源汽车补贴政策出台以后,汽车市场上会出现如此大批造车新势力。反观氢能源汽车,所需的技术开发难度、产业链以及由此带来的成本都非常高。其中,氢燃料电池发电过程中需要用到贵金属铂作为催化剂,而铂资源较为稀缺,价格也非常高。
2013年韩国现代旗下的量产版氢燃料汽车iX35 FCV,其售价高达85.5万元人民币;丰田旗下Mirai花了大量的力气,最大限度地降低铂的使用,但是其售价依然高达55万元人民币。另外氢能的价格要远高于普通电的价格,有测试表明,其使用成本是电能的6倍多。
二、能源效率
相比于电动汽车,氢能源汽车的效率要更低。有行业专家对氢能源汽车和电动汽车的效率进行过计算。电动汽车的能源效率损耗主要包括车辆充电位置的电能供应损失约5%,电池的充电和放电会损失约10%左右,最后在电动机位置损失5%,合计总损失为20%。
由于氢能源汽车是将充电装置集成在车内,最终的驱动方式与纯电动汽车一致,都是通过电机驱动。据相关测试机构测试,如果用100度电制氢,然后存储、运输、加入汽车,再转为电能,驱动电机,其电能的利用率仅为38%。如果从氢注入汽车开始计算,利用率也只有57%。
换句话说,无论如何计算,氢能源汽车的能源利用率都远远低于电动汽车。
三、配套设施
截至到2021年1月,我国全国充电基础设施累计数量为171.6万台,公共充电桩数量达到了810903台。反观加氢站,截止到2020年年底,中国共建有加氢站104座。按照《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》预测,2025年中国将建成200座加氢站,这对氢能源汽车的普及速度造成极大的影响。
据91che获得的信息显示,氢气站之所以普及率低,与其建设成本和运营成本有着极大的联系。目前一座普通的充电站建设只需要花费100万元左右,即使是特斯拉的超级充电站也仅仅需要200万元左右。而建设一座35MPa、500kg/d固定式加氢站的投资成本约为1500-2000万元。相比之下,充电站建设成本要更低,普及速度自然也就更快了。
为了支持氢能源汽车的发展,根据《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书》中的发展规划,中国到了2030年将建成1000座加氢站。作为一个拥有960万平方公里的大国,十年建设1000座加氢站对中国氢能源汽车发展来说简直就是杯水车薪。
电动车仍会是主流
氢能源汽车时代到底还要多久才能来呢?
91che认为这是一个值得大家去思考的问题。长城汽车曾提出三个发展阶段可供参考:第一阶段为2021-2025年,将开启氢时代,聚焦氢示范;第二阶段为2025-2035年,将发展氢经济,开放氢生态;第三阶段为2035-2050年,建成氢社会,贡献碳中和。
汽车行业内流传着一句话,85%的氢能源汽车技术都被丰田所把持。从现在的情况来看,自主品牌通过自主研发所掌握的技术还有很多工作要做。
氢能源,路漫漫。
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作为今日头条青云计划、百家号百+计划获得者,2019百度数码年度作者、百家号科技领域最具人气作者、2019搜狗科技文化作者、2021百家号季度影响力创作者,曾荣获2013搜狐最佳行业媒体人、2015中国新媒体创业大赛北京赛季军、 2015年度光芒体验大奖、2015中国新媒体创业大赛总决赛季军、2018百度动态年度实力红人等诸多大奖。
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