氢燃料电池那么好,为什么用的人那么少?_东方汽车头条氢燃料电池那么好,为什么用的人那么少?_东方汽车头条

氢燃料电池那么好,为什么用的人那么少?

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有一件事情毋庸置疑,那便是汽车产业的电动化转型。经过多年的艰苦奋斗,我国已迅速成长为全球最大的新能源汽车市场,在这场时代变革当中处于领先位置。 但关于转型方向,历来都是备受争议,我国乃至欧洲以及美国这几个主要的汽车市场,现阶段主推的方向都是以锂电为主的纯电动车型。而氢作为理想的能量来源,号称是取之不尽且符合绿色发展理念,一直以来都受到很多人的推崇,并且有部分车企已经实现项目落地,例如丰田、本田、

氢燃料电池那么好,为什么用的人那么少?

有一件事情毋庸置疑,那便是汽车产业的电动化转型。经过多年的艰苦奋斗,我国已迅速成长为全球最大的新能源汽车市场,在这场时代变革当中处于领先位置。

氢燃料电池那么好,为什么用的人那么少?

但关于转型方向,历来都是备受争议,我国乃至欧洲以及美国这几个主要的汽车市场,现阶段主推的方向都是以锂电为主的纯电动车型。而氢作为理想的能量来源,号称是取之不尽且符合绿色发展理念,一直以来都受到很多人的推崇,并且有部分车企已经实现项目落地,例如丰田、本田、现代等公司。

那么氢电之争,氢能源就一定是未来的发展方向吗?既然它这么好,为什么还没有成为当下的发展主流呢?带着这些问题,我们来展开今天的讨论。

氢燃料电池那么好,为什么用的人那么少?

“氢燃料、氢能源”,从字面意思理解,可能会有很多人将其理解为:通过燃烧氢气产生能量来驱动车辆的供能方式。这样的理解在过去的确适用,因为氢燃料内燃机曾真真切切地出现在历史舞台当中,一个典型案例就是宝马的Hydrogen 7项目。

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该项目基于宝马760Li车型上的V12发动机进行改制,既可以使用汽油,也可以使用氢气,但最终的效果却是差强人意,首先技术要求更高,且不能完全避免氮氧化物的排放,热效率也没有比普通的内燃机高出多少,还需要背负尺寸巨大的储氢罐,在象征性地生产了100台之后就黯然离场。

时至今日,氢燃料电池已成为主流的研究方向,但搭载氢燃料电池的车辆,本质上来说还是属于电动车,只是采用了不一样的供能系统。

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从技术方面来讲,这是一种利用化学元素的反应来储存一定能量的电池,最大的好处就是没有污染,燃烧后除了电能之外只产生水和热量,属于严格意义上的清洁能源;报废后可回收程度也比较高,基本不会对环境造成二次污染;另外氢的储量和来源都更加丰富,有效避免了化石能源以及锂电池关键材料的紧缺问题。

除此之外,氢的电化学反应热效率比较高,可以达到60%-70%之间,在配备合适容量的氢能之后,能够提供相对较长的续航里程;而且搭载氢燃料电池的车辆,在补能方式上与燃油车类似,仅需要三五分钟就可以加满氢气,不需要改变人们在燃油车阶段的用车习惯。

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以上海进博会亮相的第二代丰田Mirai为例,该车搭载了氢燃料电池,并配备三个储氢罐,综合功率最大可达134kW,峰值扭矩达到300N·m,最大续航里程达到850km。共推出5款车型,售价区间为710万-805万日元,约合人民币44.5万-50.5万元。

通过以上所述,我们可以看到氢燃料电池的诸多优势,已经落地的项目也证明它是可以实现的,那为什么发展到现在还是没能大规模商用呢?背后隐藏着哪些技术难题呢?我们接着往下看。

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还是以上文提到的丰田Mirai为例,作为氢燃料电池方向的技术先驱,丰田早已囤积了大量的技术专利,足足占据近60%,这能够让其在行业内保持领先位置,一定程度上避免其它同行的竞争,但同时这也限制了行业的发展。

为什么这么说呢?其它车企要想研究氢燃料电池相关技术,理论上很难避开丰田的技术壁垒,这时候就只有两条路可选,要么支付不菲的专利费用,要么另辟蹊径,再寻一条康庄大道。显然,这两条路都不好走,需要车企投入巨大的人力、物力,并且不一定能看到成果。而且从现阶段来看,氢燃料电池并非不可替代。

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就算搞定了以上相关专利、技术问题,在氢燃料电池车辆后续的使用方面,也会遇到诸多难题。众所周知氢在常温常压状态下是一种密度极小的气体,而满足一辆车合理续航里程所需的氢至少是5kg,那如何储存便是第一个难题。

现阶段采用最多的办法就是将氢气压缩存于储氢罐中,但这项技术对于罐体的材质及密封要求也是相当之高,例如丰田Mirai(第一代,第二代未知)的储氢罐采用KEVLAR材质,可以承受70兆帕的压力,对比之下技术要求是满足了,但成本也随之提高了很多。另外还有一种方法是将氢冷却到零下253℃,这时候便可以得到液态氢,但执行难度显然更大。

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第二点便是加氢站的建设难题,建设一座符合要求的加氢站至少需要花费千万以上,而且还不包括维护成本、人工成本等其它杂费,另外它也同样需要解决氢的运输、存储问题。总的来说,以现阶段人类掌握的工业方式来看,生产出满足需求的氢燃料所需要的成本非常高,但效率却非常低。

以上说了这么多,技术是一方面、成本也是一方面,但最大的难点还是在于市场。因为任何新技术的发展都需要成规模的投资和相关政策的引导,然而现阶段只有少数的几家企业在推动,很难在全球建立起带动效应,相关问题更是难以得到解决。

什么时候能够在全球建立起一套完整的供应体系,那才有可能是氢燃料电池的“黄金时代”。

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首先说明一点,我国并没有排斥氢燃料电池,只是在前期选择了另一条技术路线,发展到现在纯电动车型取得了相对不错的阶段性成果,能够保证一定幅度的领先,这才开始逐步发展氢燃料电池。例如长城汽车、中国石化、隆基股份,这些企业都在布局氢能源产业,而各地政府也在相继出台政策来扶持产业发展。

但在讨论我国的发展战略之前,我们先就着上文提到的Mirai,说一说为什么丰田乃至日本会如此热衷于氢燃料电池的发展。

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从最早期来看,氢能源的发展是由于石油危机,日本早在1993年就开始启动氢燃料电池的开发,彼时与日本一起研究的还有欧洲。但后来随着石油价格的回落以及中美市场在电动车领域的飞速发展,欧洲转身抛弃了氢能源,投入到纯电动车型的开发当中。但是日本没有,为什么?

其实这也和日本的国情相关,作为一个岛国,日本的国土面积非常有限,境内矿物资源也是异常缺乏,不止是石油,他们的电(上游供应)也非常依赖进口。所以,发展纯电动车型对于日本没有任何的战略优势,还是会受制于人,索性继续投入到氢燃料电池的研发当中。

但我国不一样,我们有广袤的土地,有丰富的电能获取方式,发展纯电动车型更是国情所需。一方面可以避免石油危机以及氢能源技术的相关技术专利,另一方面我们也没有燃油车产业的历史包袱,全力投入到电动车的发展当中,更有机会实现弯道超车。

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这也是前些年我们通过经济手段(补贴)和行政手段(限行、限购)快速发展新能源车型的原因,只有快,才能抓住历史的转折点,确保我国成为新能源汽车的主战场。而且我们本就是全球最大的汽车消费市场,有了这两点,我们才能抓住时代机遇,有机会一跃成为汽车强国。

那发展到现在,我们实现弯道超车了吗?在这里还不能够下定论,但至少,我们是全球最大的新能源汽车市场,还处于相对领先的位置。

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最后再提几个想法,第一,假如我国能够用当初发展电动车的架势,来推动当下氢燃料电池的发展,你觉得能不能成功呢?我觉得至少会比现在高一个层次。第二,如果氢燃料电池相关技术搞不定,你觉得什么才是终极的能源解决方案呢?

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