[汽車之家 深評] 燃料電池被廣泛視為21世紀(jì)車用能源“終極形態(tài)”,長續(xù)航、加氫快、零排放的優(yōu)勢為眾多國家和車企所看好。但燃料電池技術(shù)真的能快速顛覆純電動嗎?豐田燃料電池汽車上市是否意味著我們應(yīng)加快應(yīng)用步伐?燃料電池應(yīng)用又應(yīng)該采取什么樣的策略?諸多問題敬請看本期深度分析。
●《深評問道》是什么?
《深評問道》是汽車之家首個面向行業(yè)端用戶打造的節(jié)目,特約汽車行業(yè)資深從業(yè)者執(zhí)筆,獨(dú)家解析/揭秘行業(yè)大事件。除了熱鬧表象,我們更想向您呈現(xiàn)對事物本質(zhì)、因果以及未來可能性的探究和思考。
本期行業(yè)評論員——智電汽車專家團(tuán),由一群擁有汽車專業(yè)碩、博士學(xué)歷,十年以上汽車產(chǎn)業(yè)工作經(jīng)驗,分布在高校、汽車行業(yè)協(xié)會、零部件公司、主機(jī)廠、咨詢公司等不同產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)鏈條上的資深人士組建。在汽車產(chǎn)業(yè)向智能化、電動化轉(zhuǎn)型升級之際,向更多的人分享汽車產(chǎn)業(yè)的新科技。
本文作者:胡玉峰,先后從事汽車電控開發(fā)、整車試驗、節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)咨詢等工作,曾參與國家863重大項目、工信部“節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖”、中國工程院“汽車強(qiáng)國戰(zhàn)略”等10余項重大研究/行動,擅長汽車產(chǎn)業(yè)評論分析與政策解析。
本期精華導(dǎo)讀
★燃料電池與純電動相比,確實有著無可比擬的優(yōu)勢。
★但燃料電池的短板同樣明顯,而且并未找到切實可靠的解決路徑。
★豐田燃料電池技術(shù)雖走在國際前列,但其特殊性不應(yīng)被忽視。
★作為戰(zhàn)略儲備性技術(shù),當(dāng)前過多著力于推廣應(yīng)用上并非明智之舉,并不符合實際國情。
★當(dāng)務(wù)之急,乃是加強(qiáng)基礎(chǔ)理論研究,重點(diǎn)解決核心技術(shù)的專利突破。
眾所周知,同屬新能源汽車類別,純電動汽車和插電式混合動力汽車均有著其不足的地方。純電動是續(xù)航里程短、充電時間長、運(yùn)行效率低、安全難放心;插混則是不能實現(xiàn)零排放、不能徹底擺脫石油消耗困擾。所以,國際公認(rèn),21世紀(jì)的終極車用能源形式是燃料電池技術(shù),也就是通過氫與氧化學(xué)反應(yīng)、釋放-結(jié)合電子過程發(fā)電、最終生成水的氫動力汽車。
由于燃料電池汽車加注的能源為液態(tài)氫,與汽柴油形態(tài)相同,因此具有長續(xù)航(600km以上)、加氫快(3-5分鐘)、零排放(生成的是水)三大優(yōu)點(diǎn),同時還可徹底解決石油消耗問題,對于許多國家而言簡直是集萬千寵愛于一身。
『豐田Mirai燃料電池車』
不僅國外,國內(nèi)不少地方政府和車企也在紛紛上馬燃料電池項目,即便沒有上馬的車企,也在大張旗鼓計劃大筆投資,仿佛現(xiàn)在不搞燃料電池,未來就會被徹底拋棄一樣。而計劃的重點(diǎn),都落腳于四個字:推廣應(yīng)用。
燃料電池車推廣計劃 | ||
省市/車企 | 時間 | 規(guī)劃 |
國家路線圖 | 2020年、2025年、2030年 | 2020年達(dá)1萬輛,2025年10萬輛,2030年100萬輛 |
蘇州 | 2020年 | 建成加氫站10座, 運(yùn)行800輛氫燃料電池車 |
上海 | 2020年 | 建設(shè)加氫站5-10座、乘用車示范區(qū)2個,運(yùn)行規(guī)模達(dá)3000輛 |
北京 | 2020年 | 推廣5000輛燃料電池車 |
佛山 | 2025年 | 推廣燃料電池叉車5000輛、乘用車10000輛、客車5000輛 |
張家口 | 2022年 | 氫燃料電池客車將服務(wù)于冬奧會 |
武漢 | 2025年 | 燃料電池汽車推廣達(dá)萬輛級, 建成加氫站10座以上 |
西安新青年 | 2020年 | 投放1000輛氫燃料電池物流車, 建設(shè)8座加氫站 |
宇通 | 2019年—2020年 | 開始千輛級的大規(guī)模推廣應(yīng)用 |
長城 | 2022年 | 北京冬奧會推出首支燃料電池車隊 |
制表:汽車之家行業(yè)評論員 |
燃料電池真的這么美好嗎?我們真的應(yīng)該效仿國外、加速推廣應(yīng)用步伐嗎?未必!
一、燃料電池短板明顯且暫時無解
有句話說的好,人無完人。世間并沒有一項事物能做到十全十美,燃料電池亦如是。其主要的缺點(diǎn)有以下三點(diǎn):制氫難、成本高、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入大。
一是制氫難。當(dāng)然,很多人也會說儲氫、運(yùn)氫也難,但在筆者看來后兩者的難度是低于前者的。之所以說制氫難,目前國際上主要的制氫策略是電解水、工業(yè)廢氫采集、煤化工制氫三條路。
對于電解水,這根本就是一個偽命題,原因是能源形態(tài)從水、電解、出氫、氫氧反應(yīng)、出電、排水,整個過程就是從水到水,是一個逆向和正向的過程,中間只有能源浪費(fèi),并不滿足新能源汽車“節(jié)能”的出發(fā)點(diǎn)。
對于工業(yè)廢氫采集,也非常困難,要滿足全社會車用氫氣的需求量,一兩個工廠是完全不夠的,至少80%以上的工業(yè)企業(yè)都要建立完備的廢氫采集體系和安全儲氫體系。那么問題來了,廢氫是賣不上價的,工業(yè)企業(yè)憑什么幫你收集?
對于煤化工制氫,雖然擁有成本和規(guī)模優(yōu)勢,但環(huán)保的風(fēng)險十分巨大。比如,建設(shè)一個10萬標(biāo)立米/小時的煤制氫廠,一年下來排放的二氧化碳在80-90萬噸左右,不僅通不過環(huán)評,而且還與燃料電池減排的本質(zhì)形成了巨大沖突。
二是成本高。目前一套80kW質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)的成本在180美元/kW以上,即便以控制成本出名,豐田Mirai的整套燃料電池系統(tǒng)也接近2萬美元。換句話說,燃料電池動力系統(tǒng)成本接近20萬元,是傳統(tǒng)動力總成(發(fā)動機(jī)+變速箱)的6-8倍。即便隨著后期規(guī)模擴(kuò)大和貴金屬鉑用量的下降,這個成本在10年內(nèi)也很難降到6萬元以內(nèi)。
三是基礎(chǔ)設(shè)施投入太大。由于能源形態(tài)不同,加氫站難以像充電樁一樣形成小場地、分布式布局,也無法形成私人車庫加氫樁形式,而必須如同加油站一樣獨(dú)立建立/共建(共建技術(shù)規(guī)范已制定)。相當(dāng)于,在加油站、充電站之外,建立獨(dú)立的第三套能源供給體系,這個基礎(chǔ)設(shè)施投入太大,一般國家根本承受不起。
問題嚴(yán)不嚴(yán)重,不應(yīng)看現(xiàn)在的情形,而應(yīng)看是否存在有效解決的思路,只要有思路,解決起來只是個時間的問題。但很遺憾的是,對于制氫、成本、基礎(chǔ)設(shè)施三大問題,目前暫時還沒有看到任何行之有效的解決思路,方案有很多,但都存在缺陷和漏洞。
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