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中国能否抢占氢能源汽车有利位置

作者:中国储能网新闻中心 来源:新闻晨报 发布时间:2021-04-07 浏览:
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在严苛的排放以及碳排放要求下,汽车动力的终极解决方案究竟是什么?

很多人可能会在第一时间想到纯电动。尽管仍有着这样那样的问题,但越来越多的消费者开始接受纯电动汽车,乘联会数据显示,2021年1-2月,中国纯电动汽车销量达到20574辆,同比增长377%,同期传统内燃机动力汽车销量同比增幅为61.3%。

并且伴随着三电技术,尤其是电池技术的发展,纯电动汽车的续航焦虑、充电难、安全问题也得到了一定程度的缓解,这些技术的进步进一步增强了纯电动汽车的竞争力,为纯电动汽车进一步普及提供了沃土。

但纯电动真的是汽车动力唯一的终极解决方案吗?在这样的讨论中,氢燃料电池汽车往往被大众所忽略。

排放只有水的真环保汽车

如果横向对比纯电动汽车和内燃机汽车,氢燃料电池汽车在方方面面都要美好很多。首先是环保,当前内燃机汽车通过深度电气化,已经能够实现和纯电动汽车接近的碳排放。中国汽车工程学会(SAE-CHINA)的数据显示,如果按照Well to Wheel(油井到车轮)的评价方式,高效HEV(油电混合动力汽车)能够实现110g CO2/km的碳排放量,在以火力发电为主的中国,BEV的排放量则为112g CO2/km。

氢燃料电池的反应产物只有水,不牵扯其他的污染物,尤其是以二氧化碳为代表的温室气体。同时氢气的制取能够使用太阳能、风能、潮汐能等不稳定能源,并且可以通过整个电网的调节,实现“削峰填谷”,通过电能-氢能的转化,储存谷时过剩的电量,提升电能的利用率。

另一方面,和纯电动汽车相比,氢燃料电池能量补给速度很快,加氢和加油所用的时间差不多。所以氢燃料电池不会让人有里程焦虑,使用场景与燃油车无异。以本土在日本、美国推出的Clarity为例,只需要三分钟就可以充满储气罐,并且实现750km的续航。

在近年的沃德十佳发动机评选中,日韩的氢燃料电池驱动系统多次上榜:现代Nexo上的120kW氢燃料电池驱动系统入选2019年沃德十佳发动机;本田Clarity的氢燃料电池驱动系统入选2018年沃德十佳发动机。

既然氢燃料电池这么好,那么为什么现在没有普及呢?这是因为目前仍然有着几个限制氢燃料电池的掣肘。

首先自然是安全性,氢气是一种相当危险的气体,氢气爆炸极限是4.0%~75.6%(体积浓度),意思是如果氢气在空气中的体积浓度在4.0%~75.6%之间时,遇火源就会爆炸。那么在氢气的运输、包括最终的用车环节中,氢气都是一个不安定的因素。在本田的Clarity上,不仅气罐有着超强的结构强度,同时通过装置实时监测,避免氢气泄露,为的就是保证安全。

并且氢气作为一种气体,想要大规模地运输、存储并不容易。氢气想和汽油一样使用气罐车运输,其运输压力高达20-50Mpa。氢燃料电池车上想要存储足够的氢气,也需要对储氢罐进行加压,Clarity上的储氢罐工作压力高达70MPa。

这意味着储氢罐成本必然不会太低,加上燃料电池内各种贵金属(譬如铂,就是铂金的铂)和较小的市场体量,氢燃料电池汽车的成本和售价一直处于高位。目前成本控制比较好的丰田Mirai,单车售价仍旧接近30万人民币。

另一方面,和电动车充电桩相比,充氢站的普及也存在着极大的难度。一方面是氢燃料电池汽车还没有大规模投入使用;另一方面,由于成本、安全等因素,建设充氢站的成本也一直居高不下。中信证券的研报显示,建设一个充氢站的成本在1500万元左右,是充电站的三倍左右,其中很大一部分成本是设备成本。这些因素制约了氢燃料电池汽车的普及和推广。

但不可否认,氢燃料电池汽车本身所具备的特性依旧拥有足够的吸引力,当前除了Allin纯电动的欧美车企外,日韩车企已经在氢燃料电池领域进行了深度的布局。

2019年3月,日本政府公布《氢能利用进度表》,旨在明确至2030年日本应用氢能的关键目标。主要包括:到2025年,使氢燃料电池汽车价格降至与混合动力汽车持平;到2030年,建成900座加氢站,实现氢能发电商业化,并持续降低氢气供应成本,使其不高于传统能源。

氢能源技术路线,中国车企并不缺席

当前的中国新能源汽车市场中,纯电动汽车依旧是主流,但这并不意味着中国车企放弃了氢能源技术路线。除了纯电动外,在中国“十四五”开局之年,氢能被纳入战略性新兴产业,已站在产业风口。

多家中国车企均发布了自己的氢燃料电池技术发展路线图:上汽集团在2020年发布“氢” 战略,推出燃料电池MPV上汽大通EUNIQ7,并力图形成万辆级燃料电池整车产销规模,市场占有率超10%;奇瑞正在开发的艾瑞泽5增程式燃料电池轿车,有望帮助中国燃料电池乘用车领域取得重大突破。

3月长城汽车亦召开氢能战略发布会上,宣布建立国际级“制—储—运—加—应用”一体化供应链生态,并公布了国际领先的车规级“氢动力系统”全场景应用解决方案—氢柠技术。

中国车企的先后入局,有望帮助中国汽车追赶日韩在氢燃料电池汽车市场和技术的领先地位。以长城汽车为例,其发布的氢柠平台在氢能产业价值链的核心技术和关键环节,实现了“电堆及核心组件、燃料电池发动机及组件(控制器等)、Ⅳ型储氢瓶、高压储氢阀门、氢安全、液氢工艺”六大核心技术和产品的知识产权完全自主化,其中多项技术均突破了“卡脖子”的行业痛点,从而支撑氢燃料电池汽车真正实现高效率、高性能、长续航、全气候行驶和全领域应用。

上汽集团早燃料电池系统核心部件PROME M3H电堆亦实现完全自主设计开发,58个一级零部件全部国产化,自主化程度和国产化率均达到了100%。

中国工业和信息化部装备工业一司副司长陈克龙认为,目前全球汽车行业都处于“百年未有之大变局”。在新四化的大势之中,起步较晚的中国汽车产业有了实现“超车”的机会。和欧美Allin纯电动,日韩重注氢能源不同,中国汽车产业在纯电动、氢燃料电池、高效混合动力等多种技术路线进行了全面的布局。面对未来的不确定性,厚积薄发的中国汽车已经抓住了超越德日等汽车强国的先机。

来源:新闻晨报 作者:魏文

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