最近微博有一個(gè)話(huà)題：“電車(chē)續航達到多少能取代燃油車(chē)？”

這是老生常談的問(wèn)題，但其實(shí)本質(zhì)上不是在討論電車(chē)續航的長(cháng)短，而是續航焦慮。

現在多數電車(chē)已經(jīng)可以達到500km+的續航，卻在充電速度和充電便利性上，依然和傳統燃油車(chē)有巨大區別。

但如果新能源車(chē)的續航直接拉滿(mǎn)到2000km，而且補能時(shí)間和加油一樣快，續航焦慮還會(huì )存在嗎？

最近大眾在德國公布了一項專(zhuān)利申請，稱(chēng)目前正與德國Kraftwerk Tubes公司合作開(kāi)發(fā)一種新型的氫燃料電池，未來(lái)可以用于大眾的一款量產(chǎn)車(chē)型上，這個(gè)新型電池能讓汽車(chē)續航達到2000km。

要知道油車(chē)一箱油的續航也就500-800公里，而大眾的氫燃料電池車(chē)型，續航直接達到2000公里。兩三個(gè)月才補能一次，而且氫能的補給，顯然比充電更快。

眾所周知，日本在汽車(chē)轉型方面是舉國押注氫能源，認為氫燃料電池汽車(chē)才是新能源汽車(chē)的最佳選擇，這也是為什么日系車(chē)在純電領(lǐng)域慢了半拍。

可如今，德系車(chē)也開(kāi)始做氫燃料汽車(chē)，一口氣還能跑2000公里，難道大眾要截胡了？

01

成本低，性能強

介紹大眾氫燃料電池專(zhuān)利前，先了解一下氫燃料電池的工作原理。

其實(shí)原理并不復雜，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是將氫氣和氧氣反應的化學(xué)能直接轉換成電能。

燃料電池也像正常的電池一樣有陽(yáng)極和陰極，氫氣通過(guò)陽(yáng)極進(jìn)入，并通過(guò)電解質(zhì)隔膜，電解質(zhì)隔膜將氫分子分解為質(zhì)子和電子，然后電解液使它們通過(guò)不同的路徑到達陰極。

當質(zhì)子通過(guò)電解液到達陰極時(shí)，電子通過(guò)外部電路產(chǎn)生電流，這就是氫能汽車(chē)的動(dòng)力來(lái)源。在那里，它們與直接進(jìn)入陰極的氧結合，并與電子結合，產(chǎn)生水和熱。

燃料動(dòng)力電池的負極材料提供一個(gè)氫氣，正極提供大量氧氣，然后在正負極相互作用間加一層隔膜。在催化劑的作用下，氫原子外層的電子會(huì )游離出來(lái)，變成獨立的電子+氫離子。

而這層隔膜非常特殊，只有兩個(gè)氫離子結合才可以同時(shí)通過(guò)，電子則會(huì )被阻擋在隔膜外。

大眾和德國Kraftwerk Tubes公司所申請的氫燃料電池專(zhuān)利，正是對這層隔膜進(jìn)行了改進(jìn)。

Kraftwerk Tubes首席執行官Sascha Kühn稱(chēng)，與現代和豐田的燃料電池不同，他們所依賴(lài)的是陶瓷膜，而不是普通的塑料膜。

而Kraftwerk Tubes正是這項技術(shù)唯一的，陶瓷膜生產(chǎn)制造商。這個(gè)全新的隔膜可以快速啟動(dòng)燃料電池。

最重要的是，這種陶瓷膜可以實(shí)現無(wú)鉑量產(chǎn)。而鉑一直以來(lái)因其較高的成本，被認為是大規模生產(chǎn)氫燃料電池的重大阻礙之一。因為沒(méi)有鉑元素，可以讓陶瓷膜的生產(chǎn)成本要遠低于聚合物燃料電池，這也是 Kraftwerk Tubes與大眾汽合作開(kāi)發(fā)的燃料電池堆的，最大的差異化優(yōu)勢。

Kühn還表示，陶瓷膜的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是在操作過(guò)程中無(wú)需潤濕，從而減輕了人們對冬季結冰、高濕度環(huán)境中吸引霉菌和高溫干燥的擔憂(yōu)。而Kraftwerk Tubes的這種技術(shù)類(lèi)似于固態(tài)電池，都具有差不多相同的電解質(zhì)和相似的材料結構。

不同之處在于，固態(tài)電池中只使用一種緊湊的材料來(lái)儲存能量，而在燃料電池中，由氫氣來(lái)承擔這個(gè)任務(wù)。

此外，專(zhuān)利中的燃料電池還可以產(chǎn)生廢熱，廢熱在400度左右的可用范圍內，所以通過(guò)熱交換器，無(wú)需消耗額外的電力，就可以產(chǎn)生用于汽車(chē)供暖和空調的熱量，從而提高整體能源效率。

可以說(shuō)，這個(gè)氫燃料電池既減少了成本，又提升了能源效率。那么關(guān)鍵的問(wèn)題來(lái)了，什么時(shí)候量產(chǎn)？

答案是2026年。

Kraftwerk Tubes公司表示，正在進(jìn)行的燃料電池開(kāi)發(fā)專(zhuān)利不會(huì )僅為大眾汽車(chē)提供，Kraftwerk Tubes首席執行官Sascha Kühn稱(chēng)：“不管制造商是誰(shuí)，我們的目標是到2026年在量產(chǎn)汽車(chē)中推出我們的技術(shù)?！?/p>

而且量產(chǎn)車(chē)一旦使用新的氫燃料電池堆，可以提供長(cháng)達2000公里的超長(cháng)續航。

02

大眾氫燃料車(chē)由來(lái)已久

作為全球頭部車(chē)企，大眾任何一點(diǎn)風(fēng)吹草動(dòng)都被認為是行業(yè)風(fēng)向標。而這次入局氫燃料電池也被看作是大眾全面轉型新能源時(shí)代的一次豪賭。

不過(guò)，這并不是大眾第一次接觸氫能源。早在2014年，大眾就推出了高爾夫Variant HyMotion，并在2015年的上海車(chē)展上正式發(fā)布，全新高爾夫Variant HyMotion搭載了一套氫燃料電池動(dòng)力系統。

外觀(guān)方面，全新高爾夫Variant HyMotion與普通版的高爾夫造型基本一致，只不過(guò)配備了全新樣式的輪圈，尾燈采用熏黑設計。

高爾夫Variant HyMotion當時(shí)搭載的氫燃料電池動(dòng)力系統，最大功率為134馬力，零百加速時(shí)間10秒。

加滿(mǎn)氫氣后，續航可達500km。而當氫氣用盡時(shí)，僅需3分鐘便可補滿(mǎn)。

除了高爾夫Variant HyMotion，大眾還在2015年發(fā)布了奧迪A7 h-tron。同樣使用氫燃料電池動(dòng)力系統，最大功率為230馬力，最大扭矩為540N·m。零百加速時(shí)間僅為7.9秒，最高時(shí)速可達180km。

奧迪A7 Sportback h-tron quattro的四個(gè)氫氣罐位于中央通道、后備箱底部下方以及后軸前方，由碳纖維增強聚合物（CFRP）制成的外殼包裹了鋁內殼。

這些儲罐在700 bar的壓力下可以存儲大約5千克的氫氣，足夠驅動(dòng)車(chē)輛行駛500多公里。按照NEDC工況，每100公里的燃料消耗量約為1千克，相當于3.7升汽油。

A7 h-tron 大約三分鐘就可以完全加滿(mǎn)氫氣，這與傳統燃油車(chē)加一次油的時(shí)間差不多。

遺憾的是，因為當時(shí)的客觀(guān)條件并不成熟，補能、安全以及成本問(wèn)題等問(wèn)題，導致A7和高爾夫的氫燃料電池汽車(chē)都被迫停產(chǎn)。

奧迪也曾在2019年嘗試重啟A7 h-tron車(chē)型的生產(chǎn)計劃，并開(kāi)啟了全面的路測，為大規模量產(chǎn)做準備。

還計劃與中國能源巨頭中國石化合作，在中國建設更多的加氫燃料站，為即將推出的氫燃料車(chē)型提供能源補充，但最后都無(wú)疾而終。

直到現在，大眾方面再把氫燃料電池項目提上日程，牽手德國Kraftwerk Tubes公司一起合作，雙方在去年七月提交了氫燃料電池專(zhuān)利的申請。

而Kraftwerk Tubes是德國一家直接為各種應用的動(dòng)力總成提供燃料電池的公司。旗下產(chǎn)品固體氧化物燃料電池（aSOFCs）在德國薩克森德累斯頓生產(chǎn)，可以將氫氣或所有常見(jiàn)電子燃料的化學(xué)能直接轉化為電能。

值得一提的是，大眾雖然和Kraftwerk合作研發(fā)，但Kraftwerk并不會(huì )只把該技術(shù)放在大眾一家汽車(chē)制造商身上。

按照Kraftwerk首席執行官Sascha Kühn的說(shuō)法，無(wú)論制造商是誰(shuí)，他們的目標都是在2026年進(jìn)行量產(chǎn)，目前計劃的是大約在10000輛汽車(chē)使用新技術(shù)，并且這些車(chē)輛將分布在幾家汽車(chē)制造商中。

除去大眾，日產(chǎn)旗下的高端品牌英菲尼迪已經(jīng)公開(kāi)宣布與Kraftwerk合作，Kühn稱(chēng)目前雙方正在初始階段洽談。

03

2000公里什么水平？

大眾再次入局氫能源汽車(chē)，說(shuō)明并不想放棄氫能這條路，而這和前任CEO赫伯特·迪斯（Herbert Diess）在大眾時(shí)，對汽車(chē)在氫燃料方面一貫立場(chǎng)并不一致。

迪斯曾在去年5月發(fā)布的一條推特中，否認了氫作為電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力來(lái)源的潛力。他表示：“事實(shí)證明，氫燃料汽車(chē)并不能解決氣候問(wèn)題。在交通領(lǐng)域，電氣化已經(jīng)占據了主導地位。虛假的辯論是浪費時(shí)間，請聽(tīng)從科學(xué)?！?/p>

不過(guò)和迪斯不同，現任CEO奧穆博除了會(huì )帶領(lǐng)大眾完成從燃油車(chē)向電氣化轉型的同時(shí)，他也是另一種低排放方法——e-Fuel的主要支持者。

e-Fuel是合成燃料的一種，它利用可再生能源如太陽(yáng)能、風(fēng)能等來(lái)發(fā)電，由氫氣和二氧化碳通過(guò)化學(xué)反應合成液體燃料。所需的氫氣是從電解水中提取的，二氧化碳則通過(guò)直接空氣捕集技術(shù)從空氣中獲取。

這也是為什么，大眾開(kāi)始對氫燃料電池汽車(chē)蠢蠢欲動(dòng)。

不過(guò)大眾想要做氫燃料電池汽車(chē)這一賽道，競爭者不在少數，畢竟一直以來(lái)日韓系車(chē)企都在大力發(fā)展氫燃料電池車(chē)。

除去商用車(chē)，豐田Mirai算是目前業(yè)內氫能源乘用車(chē)的領(lǐng)頭羊，Mirai目前已經(jīng)出到第二代車(chē)型，基于豐田的TNGA架構生產(chǎn)，以雷克薩斯的標準選擇材料和組裝。

第二代MIRAI在2020年上市銷(xiāo)售，到目前為止，MIRAI的銷(xiāo)量已超過(guò)20000輛，累計行駛距離超過(guò)5.33億公里。新一代Mirai的WLTC續航里程達到850公里，比上一代增加30％，售價(jià)4.95萬(wàn)美元起。

據悉，豐田第二代Mira還將在今年年底，以進(jìn)口車(chē)的方式，進(jìn)入廣汽豐田的銷(xiāo)售矩陣。首批將限量引進(jìn)50臺“嘗鮮”，官方售價(jià)74.8萬(wàn)-75.4萬(wàn)元。

此外，現代旗下的氫能源汽車(chē)NEXO的實(shí)力也非常強勁。NEXO誕生于2018年，在海外市場(chǎng)NEXO的表現比起Mirai絲毫不輸。2019年NEXO在全球賣(mài)出了近5000輛，截至今年6月，NEXO的全球累計銷(xiāo)量已達2.7萬(wàn)輛。

NEXO可以說(shuō)是全球最暢銷(xiāo)的氫燃料電池車(chē)，且在EPA續航測試標準下，NEXO取得了569.7–611.6km的優(yōu)秀成績(jì)，這個(gè)數據不僅超越了第一代Mirai的502km（EPA），也超越了本田的氫燃料電池汽車(chē)Clarity Fuel Cell的589km的EPA成績(jì)。

目前Nexo中國版，已經(jīng)正式獲得北京新能源汽車(chē)的牌照，可以合法上路行駛，中國版NEXO的標準下的續航為550km，比海外版的800KM續航低了不少。

續航減少的主要原因在于中國乘用車(chē)的儲氫罐壓力限定在350Bar，而國際版的儲氫罐最高支持700Bar的壓力。不過(guò)，加氫只需要5分鐘。

可以看出，不論是現代還是豐田的氫燃料電池車(chē)，他們的續航都沒(méi)有超過(guò)1000km，而大眾和Kraftwerk Tubes公司合作的新的氫燃料電池堆，可以提供長(cháng)達2000公里的續航。

2000km是什么概念呢？要知道現在的新能源汽車(chē)，哪怕是使用增程技術(shù)的新車(chē)，最大續航也就是1000km多。

如果一切順利，大眾和Kraftwerk Tubes公司合作的專(zhuān)利氫燃料電池，可以在2026年或者更早之前量產(chǎn)。到那個(gè)時(shí)候，純電動(dòng)車(chē)還會(huì )是香餑餑嗎？