臻致精工官方网站

示例图片三
网站首页 > 新闻资讯 > 公司动态

氢燃料电池车:是高处不胜寒OR世人看不穿?

2017-05-26 17:45:21 臻致精工官方网站 阅读

 继2014年丰田推出首款量产氢燃料电池车Mirai之后,本田clarity也在去年开始大规模投放Clarity FCV。在看似遥远的氢燃料电池车领域,双田率先进行着试探式的发展。

新能源汽车固然是未来发展的必然方向,但现阶段氢燃料电池车的优劣势都很明显。从打头阵的丰田与本田身上,能否看到氢能源汽车脱颖而出的可能性?

2H?+O?=2H?O,完美解决方案?

与其他新能源汽车的发展思路相似,燃料电池车同样是能源危机之下的一种探索思路。从原理上看,由于其不需要使用石化燃料,而是通过氢气与氧气的化学作用发电驱动,具有高效率、清洁环保的特点,从而成为未来能源发展的重要方向。

如果要对燃料电池追根溯源,会发现这项技术已经有超过两百年的历史,在20世纪50年代之前,这种技术只是停留在科研阶段,直到冷战时期太空竞赛,载人航天需要大功率、高能量电池,燃料电池才真正在航天与军工领域得到了应用。比如美国的Apollo登月计划就采用了氢燃料电池为其供电供水。

燃料电池从航天到民用的契机是上世纪90年代的能源危机,汽车企业开始寻求更有效的能源解决方案,氢燃料电池进入各大车企的视野。但彼时的氢燃料电池与传动动力相比具有太明显的劣势,功率密度低是其中最大的制约因素。

早在1966年雪佛兰就曾推出了一款氢燃料电池车Electrovan,可以说是这个领域里面最早的一次尝试。但Electrovan的最高时速只有70mph、续航里程120英里,且由于储氢罐体积过大,车内只能放置两个座位。更重要的是,当时的氢燃料电池造价太高、市场需求过小,导致Electrovan未能成型。

能源危机之下,各家车企都在寻求行之有效的解决办法,丰田混合动力与通用纯电动都是当时主流的发展路线。反而是氢燃料电池方面一直没有突破,主要原因在于氢燃料来源与功率密度问题。2001年,第一款10000PSI的储氢罐研发成功,使储氢罐的体积大大缩小,氢燃料电池在汽车上的应用才得以变成现实。

优势与争议并存

新能源汽车发展至今,其局限性依旧突出:混合动力对发动机的依赖程度不小,而纯电动汽车目前仍受续航距离短和充电站普及程度低的制约。如果从这方面来看,氢燃料电池车似乎有着无可比拟的优势。

首先,氢燃料是一种可再生资源,在工业上,氢气可以通过电解水、甲醇重组、天然气蒸汽转化等手段获得,这意味着它不会有消耗殆尽的一日。

其次,与传动动力甚至新能源汽车相比,氢燃料电池车的能量转化率更高,可达50%以上,而最为关键的是,采用氢燃料电池的汽车只排放热量与水,对环境十分友好。这也就解释了,为什么丰田对「2H?+O?=2H?O」的化学式如此痴迷,且坚定认为只有排放纯水的氢燃料电池车才是新能源汽车的未来。

再者,从消费者的角度来看,氢燃料电池车最可能取代纯电动车的原因在于,其可以解决目前充电时间过长的问题。以特斯拉为例,即便使用超级充电桩也需要1小时才能充满400公里左右的续航里程。而氢燃料电池车只需要3-5分钟便可充满500公里以上的续航里程。在这个层面上,氢燃料电池车的使用习惯与目前传统动力车型相差不大。此外,比起纯电动汽车,氢燃料电池的重量更小,能量密度也是前者的数倍。

从上述三方面优势来看,氢燃料电池车似乎足以取代目前的所有新能源汽车,成为未来最有可能普及的技术。然而,行业内对氢燃料电池的争议同样不小。现阶段氢燃料主要是从天然气中获得,这就意味着生产链上依然有污染情况,而且不可再生。除非未来可以利用生物物质或者水电、太阳能、风能、地热能等再生能源制取氢燃料,否则氢燃料电池车仍旧无法解决环保争议。

Clarity和Mirai,这个市场太孤独

从长远来看,氢燃料电池车终究会成为一种趋势,目前欧洲、日韩、美国等不少汽车厂商也已加入到氢燃料电池车的研发当中。回顾过去十年,对此项技术最为重视的是日韩。由于长期以来石油资源依赖进口,这两个国家都不得不思考解决能源危机的办法,用氢气替代石化燃料是它们寻求的一种出路。比如日本政府就一直从政策层面上推动着燃料电池的研发,甚至制定了氢燃料电池车的普及时间表。因此,在这种环境之下,本田与丰田对氢燃料电池车的开发也就顺理成章了。

1999年本田FCX概念车推出,这是对氢燃料电池车的最初构想,随后数年FCX经过了多次修改,但仍旧停留在概念阶段。直到2008年,真正意义上的量产版Clarity在美国亮相,自此以租用形式在美国市场铺开。

而首款投入市场销售的氢燃料电池车,是丰田在2014年在日本推出的Mirai,这款车使用液态氢作为燃料,在JCO8工况下最大续航里程达700公里。为了突出其在动力来源上的特别之处,Mirai采用了一种与传统汽车差异较大的前卫设计

本田的做法则不一样。本田推出的Clarity同样是一款氢燃料电池车,但也许是为了让普通消费者更容易接受这种新技术,Clarity的设计更偏向与传统车型。用美国某机构的话来说,用户可以保持他们对传统中级轿车的审美与需求,同时享用氢燃料电池车带来的便捷与环保。

然而,无论是Mirai还是Clarity,发展缓慢的重要原因不外乎储氢罐生产难度大、加氢站普及程度低等问题。为了推动氢燃料电池车的发展,美国国会于2012年重新修订了氢燃料电池政策方案,其中就包括多项税收抵免、加氢站建设奖励等政策。但到了2016年,全美也只有23个加氢站,且主要集中在加州。

除了基础设施无法跟上步伐,对于消费者来说,接收氢燃料电池车仍需一段时间。首先是价格问题。以2017款本田Clarity为例,售价在3.5-5万美元之间,与传统汽车相比差距颇大。当然,这与储氢罐、氢燃料电池成本高居不下有直接关系。但结合加氢站普及程度低等原因,这种新能源汽车目前只能是试验阶段。即便是日本,Mirai销售时也会附带许多政府补贴。这有点像中国的新能源车市场。

另外就是使用成本问题。知乎答主Kevin Chow曾在2015年算了一笔账。当时Mirai在日本的加氢费用是5000日元一次,每次加满可续航500公里。也就是说,每公里需要花费10日元,折合人民币0.6元。这与纯电动汽车的充电费用相比,实在毫无优势。

不过,以目前的发展形势去判断氢燃料汽车的前途,似乎有些目光短浅了。从未来世界发展的格局来看,无论是出于能源还是环保的考虑,氢燃料电池车都将是一个重要的解决方案。而包括双田、奔驰、通用等汽车厂商对氢燃料电池车的投入,都是为了尽快摆脱对传统动力的依赖。在新能源汽车领域,混合动力只是一个过渡产物,纯电动汽车依然需要解决好充电与续航焦虑的问题。那么,2030年氢燃料电池车的推广,也许是一件美好的事。