氫燃料汽車漸入“快車道”,距離百萬目標實現還有多遠?
發布時間:2020-01-16 15:57:04
隨著環保壓力加大,氫能作為一種清潔、高效、安全的二次能源被寄予厚望。尤其近兩年,無論是國家還是地方政府,在相關規劃和政策中“氫能”被頻頻提及,而車企及相關供應鏈企業亦加快在此方面的投入力度,且在核心技術上取得了一定突破。


根據我國2016年發布的“節能與新能源汽車技術路線圖”,2030年,中國燃料電池汽車的規模要達到100萬輛。從目前整個行業的發展狀態看,這一目標的實現或許不難,但也沒有那么簡單,尤其是商業化推進過程中,依然面臨著諸多現實問題,如運輸與存儲安全、加氫站配套建設、車輛擁有成本等。

氫燃料汽車發展漸進“快車道”

隨著環保壓力加大以及市場競爭加劇,除了電氣化外,現今越來越多企業開始將氫燃料汽車作為開發重點。

當中,豐田作為氫燃料汽車領域的較早涉入者和有力推動者,其Mirai氫燃料電池車已經推向市場5年,全球銷量超過了10000輛。近日,該司宣布將在日本富士山附近打造一座以氫燃料為核心動力的未來社區,名為“Woven City”。

與豐田一樣,戴姆勒早在1990年代就開始研究氫燃料電池車,相關產品包括梅賽德斯-奔馳公交車、扶??ㄜ嚭虵-Cell SUV。不過,該司相關負責人表示,未來的重點將會從乘用車轉移到重型卡車和公共交通上,2020年下半年將開始增加氫燃料卡車的產能。

此外,現代汽車近年在氫燃料汽車方面亦取得較快進展,并將其作為各大展會的主題進行呈現。數據顯示,2019年1-10月,現代共***氫燃料電池車3207輛,同比增長576%。另寶馬、雷諾等國際車企亦在加大相關進程。

而在中國市場,以省、市、區域為單位的各級政府相繼出臺了氫燃料電池汽車長遠規劃,而各大車企在氫能源汽車方面亦展開了積極布局。據了解,長城汽車已經開發了燃料電池和氫儲存系統方面的所有核心技術,并準備投入生產設施。而吉利亦于2019年5月發布了首款氫燃料電池公交客車F12,該車采用國際頂尖氫燃料電堆技術,通過實際運營測試,加滿氫氣可以滿足一天運營需求。在多方努力下,中汽協最新數據顯示,2019年,我國燃料電池汽車產銷分別完成2833輛和2737輛,同比分別增長85.5%和79.2%。

突破:技術攻關正當時

伴隨著國內氫燃料電池汽車的快速發展和推進,相關技術研發亦有了新突破。

據了解,在氫燃料電池領域深耕多年的億華通,于去年12月初發布了全新一代氫燃料電池發動機YHTG60SS,新品功率密度超過500W/kg,并且實現了核心零部件的100%國產化,這為后續市場的進一步擴大打下了堅實基礎。

除此之外,氫燃料電池中的一項關鍵技術——全氟質子膜,也在東岳集團的努力下取得了突破性的進展,不僅實現了技術攻關,同時通過了各項試驗。據了解,目前東岳集團已經在建設對應的大規模生產線,有望2025年以前滿足國內燃料電池汽車對于全氟質子膜需求的供應。

然而不能回避的是,雖在技術上取得較大突破,氫燃料電池汽車在商業化過程中依然存在較多局限性,要實現過百萬的目標,還有系列挑戰需要克服。

挑戰:如何更安全?如何更經濟?

眾所周知,氫燃料電池汽車的推廣,涉及的不僅僅是一款車,而是一套完善成熟的系統支撐。而這套系統中的每一個環節,對于行業及相關企業而言沒有現成的經驗可借鑒,均是在摸索中前行,且挑戰重重。

首先,安全問題無法回避亦至為關鍵。作為一種熱值極高的燃料,氫氣如果不能妥善處理其蘊含能量,將很有可能造成難以挽回的事故。因此,在討論如何將氫燃料電池汽車規?;?,首先要確保氫能源的運輸和存儲安全,與此同時,對于氫能源防泄漏以及泄露后的防堆積等要做好相關保障。目前已知的儲氫方法有4種,分別為高壓氣態儲氫、低溫液態儲氫、固態儲氫和有機物液體儲氫,由于后兩種方式儲氫密度不高,且容易產生雜質和副反應,因此目前主要使用的方式為前兩種。

其次,加氫站配套方面亦是影響氫能源汽車推廣的重大障礙。目前,受限于加氫站1000萬元/座的建設成本,我國全國范圍內投入使用的加氫站只有39座,未投入使用以及在建的加氫站約有100座,主要用于氫燃料電池中大型客車的能源補充。而在氫燃料電池汽車時下主戰場之一的美國加州,根據美國能源部的數據,在2018年底該地區就已經有40座對外營業的加氫站,為加州超過7000輛(2019年8月數據)氫燃料電池汽車供能。相比之下,目前中國的氫燃料電池汽車市場主要集中在公共交通和商用車領域,若使氫燃料電池汽車能夠像電動車一樣“野蠻生長”,如何降低加氫站成本,并大范圍建設和開放,將成為一個重要議題。

第三是氫燃料電池汽車的成本問題。目前氫燃料電池汽車的主要成本集中在了燃料電池系統方面,約占整車成本的65%,這直接導致了氫燃料電池汽車的售價居高不下,動輒40萬以上的售價,成為了它普及路上的最大障礙之一。

拋開售價不談,單從加氫成本這一項來看,以0.3元/度電計算,目前加氫站制氫在考慮設備損耗的情況下,綜合加氫成本在30元/kg左右,而如果選擇外供氫的方式,其綜合加氫成本在23.3元/kg-36.7元/kg之間(取決于運輸距離、運輸方式等因素),雖然相比燃油車有一定優勢,但是和純電動汽車相比仍然差距明顯,這也是為什么計劃中氫燃料電池汽車實現百萬保有量的時間點在2035年的原因之一,只有當用成本足夠低,氫燃料電池汽車才具備絕對的競爭力。

當然,關于氫能源的想象空間,還遠遠不止這些。以氫能形式儲存可再生能源,進一步豐富氫能源產業鏈、逐步降低化石能源的參與比重,同時優化氫氣的存儲和運輸,將制氫從加氫站中脫離出來,從而降低加氫站的建設成本,方便加氫站的大規模建設才是我們理想中無碳社會最終的樣子,就像上文所說,這是一整個全新的系統,在實現我們最終愿景的路上,必然伴隨著很多困難,但是只有邁出第一步,才能迎接藍天。


稿件來源: 蓋世汽車網
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