氫能源:他明明那麼普通,卻可以那麼自信

文 | Piero

在經歷去年一系列氫能源相關的爆炸事件後,似乎氫能源一下子淡出了瓜客們的視野。

然而進入九月份,氫能源卻一下子又火了起來,甚至在神州各地翻江倒海,大有萬馬奔騰之勢,捨我其誰之豪邁。

 

比如近兩個月銷量算不上理想的上汽集團,就在這波大潮之中重申下自己的行業地位,順帶也抖一抖銷量不旺的晦氣:

 

推出針對氫能源的“十、百、千、萬計劃”,“在2025年前,推出至少十款燃料電池整車產品,捷氫科技達到百億級市值,建立起千人以上燃料電池研發運營團隊,形成萬輛級燃料電池整車產銷規模,市場佔有率在10%以上”。

氫能源:他明明那麼普通,卻可以那麼自信

連上汽這樣在傳統燃油車和電動汽車領域有着龐大體量的車企,都已整裝待發,看來氫能源的熱潮真的來了。

 

趁着這波氫能源炙熱映在臉上的紅暈,有人堅定提出氫能源才是未來的終極能源,未來的純電動車也會被氫能源汽車所取代。

 

但在我看來,政策加持下的氫能源儘管洋洋灑灑地煥發了第二春,但要説完全替代純電動,似乎是痴人説夢。

 

在解釋這點前,我們先看看氫能源汽車到底香不香?

氫能源汽車到底香不香?

提到氫能源,我會首先想到廣場大叔手裏的一大把氫氣球。既然氫氣能便捷地注入廉價的氣球當中,其來源一定相當廣泛。

 

事實上,氫是宇宙中藴藏量最豐富的化學元素,氫氣的製備也有多種途徑。因此,氫能源汽車在能量來源這塊,相對電動汽車有着更天然的優勢。

 

但對於一輛氫能源汽車來講,光有大量的氫氣輸入可不行,氫能源需要轉化為電能才能推動電機工作。從這個角度來講,氫能源汽車也可以被看作一款特殊的增程式電動汽車,和理想汽車的區別在於發電的介質不同。

 

但氫能源如何才能轉換成電能呢?

氫能源:他明明那麼普通,卻可以那麼自信

我們都知道,氫氣和氧氣可以發生化學反應從而生成水,同時伴隨有熱量釋放。在氫能源汽車所搭載的燃料電池中,氫氣會進入到燃料電池的陽極,並和陽極上的催化劑發生反應,釋放出帶負電荷的電子,自身變成了帶正電荷的氫離子。

 

這就猶如你用拳頭擊打牆壁,牆壁出現凹坑的同時,你的手背會粘連牆壁上的顆粒。我們可以把凹坑想象成帶負電荷的電子,把你手背上粘連的顆粒想象成帶正電荷的氫離子,這實質上是一種電荷的守恆。

 

所謂陰陽相吸,帶上正電荷的氫離子急不可耐地穿過電解液中各種物質的阻礙,進入陰極的懷抱。陰極就猶如女兒國,美女成羣,在這裏帶正電荷的氫離子邂逅空氣中的氧,並在步入婚姻殿堂後誕生了唯一的愛情結晶:水。

 

但帶負電荷的電子卻對穿過電解液沒有一點興趣,它選擇加入一隊自由奔放的娘子軍團準備浪跡天涯。隨着娘子軍團的加入者源源不斷,最終無數帶負電荷的電子匯成了一股洪流,這股強大的勢力就被稱為電能。

氫能源:他明明那麼普通,卻可以那麼自信

從氫燃料電池工作的整個過程來看,其在釋放電能的同時,生成物只有純淨的水,可以真正算得上是無温室氣體排放。

 

從能量來源和排放的角度來看,氫燃料電池確實很不錯,但單有電池可不能讓汽車自由奔跑。

 

事實上,氫燃料汽車也由四個基本模塊組成:動力系統、底盤、汽車電子系統和車身。動力系統通過氫燃料電池和電動機為車輛提供動力。

 

值得一提的是,氫燃料汽車的動力系統中也含有類似電動汽車的動力電池,但該動力電池的容量並不像電動汽車那樣大,只是作為氫燃料電池的輔助來驅動汽車。

 

當氫燃料汽車在低負荷運行時,動力電池會吸收電能;高負荷運行下,動力電池會與氫燃料電池一塊釋放電能,用於穩定氫燃料電池的輸出功率,從而確保動力的平順。

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此外,對於氫燃料汽車來説,除動力系統外的其餘部分與電動汽車基本一致,因此氫燃料汽車也能很好地單純依靠電機驅動,確保車內的靜謐與快捷的動力響應。

 

你以為這是氫燃料汽車優勢的全部?

 

當然不是!氫燃料汽車還具有續航里程長(可達到500-1000km)、加氫時間短(同燃油車一樣只需要幾分鐘)等多種優勢。

 

氫燃料汽車有如此豐富的優勢,可以説是香氣滿園,沁人心脾。

 

但我卻依然無法相信其能替代電動汽車,甚至也無法成為電動汽車的勁敵。

尺有所長,寸有所短

還記得今年4月,梅賽德斯-奔馳正式宣佈取消開發氫燃料電池乘用車計劃的消息麼?

氫能源:他明明那麼普通,卻可以那麼自信

戴姆勒可是已經在氫燃料電池的道路上辛苦耕耘了30多年啊!

 

但為何戴姆勒放棄了呢?

 

究其原因還是氫燃料電池乘用車的研發成本過高。據透露,製造一台氫燃料電池車的成本大約是同等電池電動車的兩倍。

 

其實戴姆勒在放棄的道路上並不感到孤寂,因為大眾(2020年3月,大眾汽車公佈技術路線圖顯示蓄電池才是未來)、本田(2019年10月,本田宣佈無限期擱置氫燃料電池技術的發展)等傳統整車廠均表示願意與其作伴。

 

究其原因,在氫燃料汽車中,燃料電池系統的造價高昂(約佔整車成本的65%)是車輛總成本居高不下的罪魁禍首。

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另外,加氫站的建設成本和後期運維成本都非常高(數據顯示,建設一個日加氫能力200公斤的加氫站,不包含土地的成本,約為1500萬元左右),而一輛乘用車加1公斤氫約可跑90多公里,其投入產出比可以説是非常低。

 

因此在乘用車領域,氫燃料汽車根本無法在短時間內逆襲替代電動汽車。

柳暗花明又一村

我查看了國內外氫燃料車輛的應用場景資料,發現了一個有趣的現象:氫燃料系統在商用車領域諸如重卡、叉車、物流車、公交車,有着廣泛的應用。我們的神州大地,竟然也佈局着諸多氫燃料京東物流車。

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難道,商用車更適合使用氫燃料動力系統?

 

事實或許確實如此。商用車相對乘用車更容易監管,且更容易進行大規模應用;商用車的出行路線相對固定,在對應的路線中選擇性佈局(兼顧人員安全與車輛服務)造價昂貴的加氫站,似乎能達到不錯的收支平衡。

 

這也許是奔馳放棄氫燃料乘用車的同時,戴姆勒宣佈與沃爾沃聯合開發燃料電池重卡的重要原因。

 

另外商用重卡的載重量較大,為了滿足負載需求,純電動重卡勢必要加裝更大電容量的電池。就比如特斯拉的電動重卡模型,預計其電池的重量就可以達到4.5噸,自身重量的增加無疑加劇了車輛行駛負擔。

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由於氫相對電池有更大的比能,因此使用氫燃料系統的重卡相對純電動重卡能大大降低車身重量,從而有更高的效能。

因此,僅從商用角度講,氫燃料汽車似乎比純電動車更有優勢。

這也從一個側面,解鎖了上汽在政策東風到來之時,選擇發佈商用MPV EUNIQ 7的原因。

整體來看,氫燃料汽車與電動汽車似乎並不能形成敵對,而是在各自更適合的領域更好地發揮自身價值。

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