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未來(lái)汽車(chē)動(dòng)力的技術(shù)戰爭,早就在十多年前打響。
2008年初,時(shí)任科技部部長(cháng)的萬(wàn)鋼與馬斯克在舊金山見(jiàn)面,中國在隨后幾年迅速進(jìn)入電動(dòng)車(chē)時(shí)代。
而與此同時(shí),日本則將發(fā)展氫能及氫能車(chē)奉為國策。
十幾年過(guò)去了,雖然過(guò)程有所波折,但以替代燃油車(chē)的規模來(lái)看,這場(chǎng)技術(shù)之戰目前是中國打贏(yíng)了。
日產(chǎn)、本田先后宣布暫停對氫能車(chē)的研發(fā),就連炮轟電動(dòng)車(chē)的豐田,最終也只能無(wú)奈地宣布加快對電動(dòng)車(chē)技術(shù)的研發(fā)。
只是江湖上,關(guān)于氫能車(chē)與電動(dòng)車(chē)誰(shuí)才代表未來(lái)的爭議并未落幕,氫能車(chē)的故事也仍然在戰事的灰燼中繼續。
電動(dòng)車(chē)與氫能車(chē)之爭
“氫能車(chē)才是未來(lái),電動(dòng)車(chē)只是過(guò)渡?!?/p>
盡管當下電動(dòng)車(chē)的發(fā)展已成燎原之勢,但是氫能車(chē)依然有不少信徒,而信仰源于一個(gè)樸素的理由:
氫能車(chē)才是真正的環(huán)保。
而在國際上,關(guān)于氫能與電能的爭議更為激烈。比爾蓋茨是典型的“氫能派”,就在去年他大手一揮,打著(zhù)應對氣候變化的旗號,投資15億美元在美國搞了個(gè)氫能“慈善”項目,還盛情邀請搞電動(dòng)車(chē)的馬斯克去參觀(guān)。
誰(shuí)都知道馬斯克是電動(dòng)車(chē)派忠誠的信徒。他沒(méi)有應邀,此前馬斯克也沒(méi)少在推特上diss氫能車(chē):“氫燃料電池不可能成功”,“這門(mén)生意不僅愚蠢而且毫無(wú)意義”。
這不禁令人疑惑,電動(dòng)車(chē)與氫能車(chē),誰(shuí)才代表了未來(lái)?氫能車(chē)真的比電動(dòng)車(chē)更環(huán)保、更節能?
相信大家對電動(dòng)車(chē)的動(dòng)力原理已經(jīng)比較熟悉,那么氫能車(chē)又有什么不同呢?
目前市場(chǎng)上主流的氫能車(chē),大多數采用的是燃料電池系統,通過(guò)該裝置,氫能車(chē)可以將從加氫站加到的氫氣,與供氣系統提供的氧氣放到燃料堆中發(fā)生反應,最終轉化為水和電能,產(chǎn)生的電能通過(guò)氫能車(chē)的動(dòng)力控制單元驅動(dòng)電機,從而驅動(dòng)車(chē)輛行駛,輔助電池則在需要時(shí)額外提供動(dòng)力。
如此來(lái)看,氫能車(chē)的工作原理與這兩年吵得沸沸揚揚的的增程式電動(dòng)車(chē)的原理有些相似,只不過(guò)氫燃料電池車(chē)把增程式電動(dòng)車(chē)的汽油引擎+發(fā)電機,換成了氫燃料電池堆,把油箱換成了儲氫罐。
從排放的結果來(lái)看,零排放的電動(dòng)車(chē)與只排放水的氫能車(chē)都很環(huán)保。但是從能源獲得的角度來(lái)說(shuō),電動(dòng)車(chē)所需要的電能,大部分還是靠火力發(fā)電所得,也就是燒炭燒煤——這也是電動(dòng)車(chē)被大眾詬病既非新能源,同時(shí)也不環(huán)保的緣由。
氫能車(chē)所加注的氫氣的確是新的能源,但氫也不能直接從自然界中獲取。目前氫氣的來(lái)源主要有3種:利用石油、天然氣等化石能源制取的灰氫,將天然氣通過(guò)蒸汽甲烷重整或自熱蒸汽重整制成的藍氫,以及通過(guò)再生能源(如光能、風(fēng)能、核能)制造的綠氫。
其中只有利用再生能源發(fā)電進(jìn)行電解水制取的綠氫,才是真正意義上的清潔能源,而灰氫和藍氫都不可避免的消耗化石能源,產(chǎn)生一定的碳排放。
但綠氫目前在國內的占比還不到5%,大部分氫能還是來(lái)自化石原料制氫。
因此從現階段看,氫能車(chē)與電動(dòng)車(chē)都難言是真正意義上的環(huán)保。
不過(guò)從能源轉化的效率來(lái)看,氫能車(chē)最終還是要將氫能轉化為電能,而且氫能的產(chǎn)生也要耗費其他的能源,相比之下,顯然電動(dòng)車(chē)對能源的使用效率顯然是更高的。
但也要考慮到部分氫能的產(chǎn)生本身就是廢物再利用,比如利用工業(yè)副產(chǎn)制氫,或者是將原本棄置的光能、風(fēng)能通過(guò)電解水的形式轉化為氫能儲存起來(lái),對于這部分能源來(lái)說(shuō),制成氫能總比浪費了好。
制成的氫氣總要用才有價(jià)值,乘用車(chē)是個(gè)好去處,因為當前對氫能價(jià)格承受最強的產(chǎn)業(yè)還得是汽車(chē)。
昂貴又危險
氫能車(chē)與電動(dòng)車(chē)的起點(diǎn)相似,兩者都發(fā)軔于燃油車(chē)獨霸天下的時(shí)代,但發(fā)展至今,氫能車(chē)與電動(dòng)車(chē)呈現出冰火兩重天的局面。
2021年末,全球主要國家氫能車(chē)的保有量?jì)H為4.95萬(wàn)余臺,相比于電動(dòng)車(chē)在全球擁有超過(guò)1600余萬(wàn)的保有量,那幾乎是可以忽略不計。
同為新能源,為什么氫能車(chē)的發(fā)展不敵電動(dòng)車(chē)?
因為對于電動(dòng)車(chē)來(lái)說(shuō),好歹電線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )已經(jīng)鋪設好了,特斯拉們不用建設煤礦、建發(fā)電廠(chǎng)、建變電站,但對造氫能車(chē)的車(chē)企來(lái)說(shuō),除了要造氫能車(chē),還需要面臨的是解決推廣氫能車(chē)所需要配套制氫、運氫、儲氫等一整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的基礎建設問(wèn)題。
比如加氫站的建設,據媒體統計,除去土地成本外,建設一座35MP、日加氫500kg的固定式加氫站的平均投資在1500萬(wàn)元左右,而且運營(yíng)成本更高。中信證券研報指出,建設一座加氫站,成本比充電樁貴3倍以上。
又比如運氫成本。即使是最高效的管道輸送氫氣的方式,也十分“勞民傷財”。來(lái)自美國的數據顯示,2019年,美國氫氣管道的造價(jià)高達30萬(wàn)—100萬(wàn)美元/公里,是天然氣管道造價(jià)的2倍。
凡此種種,最終也造成了普通民眾用氫成本的高昂。
以中國為例,目前國內加氫站內加1公斤氫的成本大概需要六七十元,而一公斤氫大概能跑100-130公里,雖然比部分燃油車(chē)百公里的成本要略低,但還是要比電動(dòng)汽車(chē)跑百公里的成本要高出很多。
而且電動(dòng)車(chē)尚且會(huì )出現自燃的危險,更何況是威力更大的“氫氣”,消費者必然更加擔心。
事實(shí)上,氫氣在露天環(huán)境中由于體積小容易擴散不會(huì )有爆發(fā)的危險,但是在封閉環(huán)境中,比如在地下停車(chē)庫或是加氫站中,那就說(shuō)不定了。
因為氫氣爆炸極限的范圍很寬,氫氣在空氣中的體積濃度達到4%到75.6%之間時(shí),遇到火源都有可能發(fā)生爆炸。
日本的潰敗
明知前途艱難,日本還是將發(fā)展氫能奉為國策。
日本早在1981年就開(kāi)始著(zhù)手新能源項目,2008年推出燃料電池車(chē)計劃,2013年又通過(guò)了《日本再復興戰略》,將發(fā)展氫能作為國策。據說(shuō)日本國民購買(mǎi)豐田一輛氫能源汽車(chē),國家和政府可以補貼10萬(wàn)元人民幣。
日本賭上國運押注氫能戰略就是為了擺脫對能源的依賴(lài),根據日本原子財團發(fā)布的數據,若不考慮核能,日本對外資源的依賴(lài)度為92%,生產(chǎn)鋰電池所需要的鋰、鈷、鎳,國內幾乎沒(méi)有供給。
環(huán)顧四周,日本最不缺的就是海水,利用核能多余的電力來(lái)電解海水制氫,就可以完美地解決日本能源被卡脖子的問(wèn)題。
而更大的野心在于,日本希望憑借自己在氫能領(lǐng)域幾乎壟斷的專(zhuān)利,進(jìn)而實(shí)現全球收割。
可以說(shuō),日本當時(shí)的選擇無(wú)可厚非。
按照日本原本的構想,到2050年實(shí)現全境燃料電池普及,以及氫燃料電池車(chē)的普及。結果特斯拉的橫空出世,一舉加速了世界向電動(dòng)汽車(chē)轉化的進(jìn)程。隨之而來(lái)的是中國電動(dòng)車(chē)全套產(chǎn)業(yè)鏈的蓬勃發(fā)展,以及歐洲國家對電動(dòng)汽車(chē)的追隨。
也就是說(shuō),世界上幾大主要經(jīng)濟體都選擇了電動(dòng)汽車(chē)的技術(shù)路線(xiàn)。
也有人說(shuō),怪只怪當初日本當時(shí)太過(guò)霸道,牢牢將氫能的技術(shù)專(zhuān)利攥在手里,誰(shuí)想要發(fā)展氫能就要向他交大量的專(zhuān)利費用。相比之下,特斯拉早就放開(kāi)了電動(dòng)汽車(chē)的技術(shù)專(zhuān)利,這或許也是選擇電動(dòng)汽車(chē)路徑的重要原因之一。
等到2015年電動(dòng)車(chē)大勢將起之際,豐田再匆忙宣布開(kāi)放了部分氫能專(zhuān)利,但也已經(jīng)是于事無(wú)補。
2018年6月,日產(chǎn)宣布暫停與戴姆勒及福特合作開(kāi)發(fā)燃料電池車(chē)的計劃,集中發(fā)力于電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展;2021年7月,本田汽車(chē)宣布將關(guān)閉日本狹山工廠(chǎng),終止氫燃料電池乘用車(chē)的生產(chǎn);到2021年底,扛不住的豐田終于對電動(dòng)車(chē)低頭,宣布在2030年之前將投入350億美元用于電動(dòng)汽車(chē)的研發(fā)。
回過(guò)頭去看,日本在氫能技術(shù)路線(xiàn)領(lǐng)域吭吭哧哧干了二十多年,到頭來(lái)發(fā)現世界沒(méi)有按照他的劇本來(lái),如今還要再花一大筆錢(qián)去追趕電動(dòng)車(chē)的浪潮,頗有一種“天要亡我非戰之罪”的悲壯。
中國的打算
不過(guò)更有意思的是,日本在氫能車(chē)路線(xiàn)上的潰敗,并沒(méi)有減退中國發(fā)展氫能的熱情。
2019年3月,氫能源首次寫(xiě)入政府工作報告;2020年推出了一系列氫能政策;后又將氫能發(fā)展寫(xiě)入《十四五規劃》中;今年初中國又出臺了首個(gè)關(guān)于氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的中長(cháng)期規劃。
與此同時(shí),各地省市政府也在迅速跟進(jìn),包括北京、上海、廣州、佛山、武漢、天津、廣東、山東、山西、湖北等都提出了發(fā)展氫能的規劃,而且這一陣容還在不斷擴大。
在今年初的北京冬奧會(huì )上,北京投入了1000多輛氫能車(chē),并配備了30多座加氫站,在全世界面前秀了一把,不知將氫能戰略奉為國策的日本看到后作何感想。
只是,若談及擺脫對石油的依賴(lài),以及實(shí)現對燃油車(chē)的換道超車(chē),目前國內已成燎原發(fā)展之勢的電動(dòng)車(chē)已經(jīng)能夠完成使命,而且日本在氫能技術(shù)路線(xiàn)的潰敗也可說(shuō)是前車(chē)之鑒,那為什么中國什么還要花大力氣去發(fā)展氫能車(chē)?
雖然現階段氫能技術(shù)發(fā)展還處于初級階段,但氫能仍然被普遍認為是人類(lèi)的終極能源。
畢竟氫能是地球上來(lái)源最廣泛同時(shí)又最清潔的能源,氫氣是常見(jiàn)燃料中熱值最高的, 約是石油的3倍,煤炭的4.5倍,正是它將火箭送上天空,也是它(氫元素的核聚變),讓太陽(yáng)擁有普照萬(wàn)物的能量。
而且相比于氫能,目前用于電動(dòng)汽車(chē)的鋰電池,發(fā)展還有一個(gè)最大的阻礙,就是還是要依賴(lài)鋰、鈷、鎳等重金屬資源。
此前,頂級礦商雅寶警告,預計在未來(lái)七到八年的時(shí)間里,鋰礦供應將持續吃緊。也就是說(shuō),接下來(lái)幾年內鋰礦價(jià)格有可能繼續漲。
而且礦產(chǎn)資源總是有限的,萬(wàn)一哪天礦產(chǎn)資源枯竭了怎么辦?
此外,目前鋰電池回收技術(shù)也很弱,如果處理不當將會(huì )對環(huán)境造成非常大的影響,全球第一批電動(dòng)汽汽車(chē)電池的報廢潮高峰已經(jīng)到來(lái)。
相比之下,氫能車(chē)所用到的燃料電池只用到了鉑這一種金屬,隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步,燃料電池中對于鉑的使用正在大幅減少,同時(shí)燃料電池的回收技術(shù)也非常成熟,可以做到回收過(guò)程無(wú)污染,回收率高達80%以上。
對于中國來(lái)說(shuō),目前是電動(dòng)車(chē)與氫能車(chē)選擇都要。根據規劃,到2025年,中國將完成布局1.2萬(wàn)座加氫站,3000萬(wàn)輛燃料電池車(chē)的保有量,其中重卡、客車(chē)、乘用車(chē)的滲透率將分別達到75%、40%,12%。
如今國內氫能車(chē)保有量?jì)H有8000多輛,對于各地政府和車(chē)企來(lái)說(shuō),無(wú)疑意味著(zhù)巨大的機會(huì )。
畢竟,誰(shuí)不想做新能源車(chē)領(lǐng)域的下一個(gè)上海與合肥呢?