一文读懂:氢能源汽车究竟是不是未来新能源汽车的终极发展方向

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发布时间:2022-11-05 15:49

科学界有两大公认的旷世奇才,一个是达·芬奇,另一个是尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla)。

尼古拉·特斯拉被认为是人类历史上最有创造力和神秘的人,他发明了超越他的时代的科技。他被认为是电力商业化的重要推动者之一,并因设计了现代交流电系统而广为人知。他对于电气技术现代化也有着别人无法企及的贡献。

而提起新能源电动汽车,就不得不提到美国的特斯拉(Tesla)公司。是的,你没听错,特斯拉公司的名字就是以尼古拉·特斯拉的姓氏来命名的。而尼古拉·特斯拉的名字尼古拉(Nikola)却被美国另一家氢能源卡车厂商所用,它被誉为“卡车界的特斯拉”。这家名叫Nikola的氢能源卡车公司就是我们今天的主角。

惊天骗局被曝光

据海外媒体报道,2020年9月10日,做空机构(Hindenburg Research)发布公告称,尼古拉是一个“复杂的骗局”,他们从未掌握氢能源燃料电池技术,甚至连宣传视频里风驰电掣的氢能源卡车,都只不过是一个从坡上推下来依靠重力滑行的车壳子。2020年9月21日,尼古拉创始人特雷佛 · 米尔顿(Trevor Milton)不得不宣布辞职,将这个烫手山芋甩给了 9月8日才刚刚入股的美国通用公司。

短短一个月,尼古拉从明星变成骗子,股价也从暴涨迅速转向暴跌,剧情可谓是一波三折,米尔顿只用了三个月,就从“下一个马斯克”,变成了“下一个贾跃亭”,而尼古拉则从“下一个特斯拉”变成了“汽车界的瑞幸”。

众所周知,贾跃亭贾老板为了实现他所谓的汽车梦,2017年不惜卷钱跑路到美国,扔下了一个他创办经营了十多年却如今负债累累的乐视。到了美国之后,他就出任了法拉第未来公司CEO,开始了他的汽车梦。不管他的PPT做得多么精彩绝伦,说得多么信誓旦旦,但是最终落得个PPT造车的结果。

而米尔顿更加技高一筹,改PPT造车为视频造车,不仅有视频,而且还有实车;不仅有实车,而且还能在路上跑。最重要的是,他的卡车搭载的是被世界公认为人类出行的终极解决方案的氢能源。

这真的是应了雷军那句话:站在风口上,猪都可以飞起来!但是,一旦风停了,猪怎么办呢?恐怕只有被摔死的份了!

假的终究是假的,瞒得了一时,瞒不了一世。Nikola氢能源汽车的惊天骗局终究还是被揭穿了!但是,它的爆雷却给我们留下了深深的思考,氢能源汽车的发展还有未来吗?它还能成为人类的终极能源形式吗?接下来我们就来具体分析一下氢能源的前景究竟如何。

氢能源的质疑

1、转化效率低下

特斯拉的创始人马斯克曾在公开场合表示,氢能源汽车是一个 “非常愚蠢” 的概念:“如果你拿一块太阳能电池板直接给电池组充电,与电解相比,取氢、分离氧气、压缩氢气......氢能源汽车的效率大约是电动汽车的一半。”

大众汽车认为,从新能源发电、电力传输,到把电力储存在电池里面、再转换成机械能驱动车辆前进,电动汽车的综合能源效率大概在 70% 到 80% 左右。而氢能源汽车,从电力到产氢就已经损失了 45% 的效率,再在燃料电池里把氢能变回电力,剩下的能量里面又有 55% 左右的损失。最后变成机械能,综合能源效率只有 25% 到 35%。

这两家大佬的质疑都直指氢能源的最大缺点——转化效率极其低下。是啊,同样的电,直接存进电池里不好吗?为什么还要折腾一遭,变成氢再变成电呢?

2、制氢过程复杂且成本昂贵

要知道,氢气的生产、储存、加氢和燃料电池没有一个是便宜的。

生产方面,尽管自然界的氢是取之不尽用之不竭的,但是,目前95%的氢气来源还是化石燃料,碳排放量相当高,但制造成本还算可以接受;而如果利用太阳能、风能等新能源生产氢能,成本会非常高昂。

储存方面,氢气是世界上最轻的物质,其单位体积含有的能量比碳氢化合物小得多。蕴含同样能量的基础设施,储存氢气的体积要比储存汽柴油大三到四倍,储存氢气的设施就是一个庞然大物,非常不方便。

加氢更是大问题。因为目前发展得如火如荼的电动汽车大家最担心的问题就是充电桩不足的问题。而要建设一个加氢站,成本大致是充电桩的两倍。

有业内人士测算,如果制氢环节成本为10元/千克,那么储、运、加3个环节的成本则可达到30元/千克。

燃料电池方面,尽管成本已经随着技术的进步大幅下降,但是其制造成本仍是燃油车的2至4倍。

彭博新能源财经(BNEF)发布的报告显示,预计到2030 年,氢能源汽车的成本仍将比电池汽车高 20% 到 50%;国际能源署也认为,目前氢能源汽车的成本约为电动汽车的两倍。

这样看来,氢能源汽车似乎真的没有什么发展机会。

世界氢能源汽车发展状况

据中国氢能联盟研究院统计,占全球GDP44%的20多个国家中,有9个国家已经制定了完整的国家级氢能战略,有11个国家正在制定国家级氢能战略。除此之外,另有占全球GDP38%的14个国家尽管尚未出台氢能发展战略,但是已经在支持氢能试点和示范项目。

氢能源汽车的发展最早可追溯到1968年,世界上第一辆可使用的氢燃料电池汽车由美国通用汽车公司制造,该汽车以厢式货车为基础,装载了最大功率为150千瓦的燃料电池组,续航里程为200公里。

2014 年,全球首部商业销售的氢气燃料电池汽车田 Mirai 上市。除此之外,还有本田的Clarity、现代的NEXO。可以说,目前的氢能源汽车的市场基本被丰田、现代、本田等日韩车企垄断,但英国的捷豹路虎,德国的宝马,美国的通用、Hyperion也已经或正在推出自己的氢能源汽车。

既然氢能源这么多缺点,为什么世界各大汽车公司还要不断入局氢能源汽车领域呢?这就不得不说说氢能源汽车的独特优点。

1、续航能力强。

氢能源汽车使用的燃料电池与电动汽车使用的锂电池作用机理截然不同,锂电池依赖的是充进来的电能,而氢燃料电池依赖的是氢气。对于氢能源汽车来说,只需要提高储能罐的数量或容积就可以提高续航里程。据加拿大氢能和燃料电池协会发布的数据显示,长距离版的特斯拉 Model 3 需要的电池重量接近半吨,而丰田 Mirai 的储氢罐则只有 88 kg。

2、加氢时间短。

我们都知道,电动汽车充满电往往需要数个小时的时间,而氢能源汽车加氢的速度却和加油一样轻松快捷,上个洗手间的功夫就加好了,加氢站也可以像加油站一样简单。

3、完全无污染。

众所周知,氢气燃烧的唯一产物就是水,而且是纯净水,甚至可以直接饮用。而氢气燃烧转化出的电能,和电动车一样,没有噪音,加速也非常快。可以说,氢能源汽车集合了燃油车和电动汽车的几乎全部优点,而且摒弃了燃油汽车和电动汽车让人无法忍受的缺点。

中国氢能源汽车发展现状

中国作为世界第一大产氢国,氢能源产业正在迅速发展。2019年两会期间氢能及燃料电池首次被写入政府工作报告中。 2020年9月,中国明确提出了2030 年“碳达峰”与2060 年“碳中和”的双碳目标。2021年氢能被正式写入“十四五”规划中。截至2021年底,全国范围内省级及直辖市级的氢能产业规划超过10个,地级市及区县级的氢能专项规划超 过30个。

其实在本次北京冬奥会期间,氢能源已经发挥了重要作用。北京冬奥会的奥运火炬燃料全部采用氢能,在开幕式上将点燃冬奥赛场的氢能主火炬。此外,北京冬奥会示范运营了 1000 多辆氢燃料电池车和 30 多个加氢站。赛区有 700 余辆氢燃料大巴车投入使用, 场馆之间提供接驳服务的车辆也全部采用氢燃料电池客车。

据中国氢能联盟预计,到2050年,我国氢气需求量将接近6000万吨,氢能在我国终端能源体系中占比超过10%,产业链年产值将达到12万亿元。

目前,广汽、上汽、长安、红旗等乘用车车企也相继发布了自家的氢燃料电池汽车,如广汽传祺Aion LX Fuel Cell、上汽MAXUS EUNIQ 7、长安CS75 FCV、红旗H5 FCVE等。

另外,宇通客车、中通客车、北汽福田、吉利商用车、长城未势新能源等客卡车车企也都陆续开发出了氢燃料电池客车和卡车。

目前,中国的氢能源市场发展遇到的主要问题有两个。

一是前面提到的成本过高。

主要原因是燃料电池系统中许多核心材料和部件都还依赖进口,比如催化剂、碳纸、质子交换器等,国内缺乏量产的成熟产品,只能从国外进口。

另一个就是一些技术难题没有突破。

虽然国内的一些企业已经掌握了一部分氢燃料电池技术,但与国际先进水平相比,差距还很大;尤其是在电池核心零部件及系统的耐久性与可靠性方面,差距非常明显。

要解决这些问题,我们没有捷径可走。笔者认为最有效的办法:

一是国家要对整个产业链加强顶层设计规划,完善相关产业政策体系建设。

二是要加快氢能源市场化进程,以规模分摊成本的形式,用规模扩大实现成本摊薄。

三是要继续加大人才科研投入,坚持不懈地攻克氢能源燃料电池的核心技术难题。

相信在国家政策的精准指引下,通过国产车企共同不懈地努力,中国的氢能源汽车事业一定会走出一条光明大道。

写在最后

尽管Nikola的骗局被曝光,但是它却丝毫不能动摇和阻挡世界向氢能源迈进的步伐。

氢能源作为零污染的纯净能源,将注定成为人类应对全球气候变暖的重要解决方案之一,成为人类出行的终极解决方案。