在電動(dòng)車大行其道的天下，豐田章男一直堅(jiān)持「電動(dòng)車環(huán)保是偽概念，只有氫能源汽車才是真正的環(huán)?！埂；氐絿摇缎履茉雌嚢l(fā)展規(guī)劃》，燃料電池汽車為「三縱」之一，與純電動(dòng)汽車、插電式混合動(dòng)力汽車三足鼎立。那么，氫燃料電池會(huì)是新能源的盡頭嗎？
年過50的「氫能」可不是新人
氫能看似一種新能源，其實(shí)早在50年前就已經(jīng)被提出。在上世紀(jì)70年代發(fā)生兩次石油危機(jī)的時(shí)候，美國就立即成立了國際氫能協(xié)會(huì)，探索燃料電池技術(shù)。
90年代，《聯(lián)合國氣候變化框架公約》出臺(tái)，要求發(fā)達(dá)國家要在2000年之前，將「溫室氣體」的排放量降至1990年時(shí)的水平。氣候變暖成為全球共識(shí)，歐洲和日韓開始在氫能源方面有所行動(dòng)。
手握巨大優(yōu)勢(shì)的「氫能」
為什么全世界都愿意加大投入到「氫能」，最重要的便是清潔。即便是電動(dòng)車表面「用電」很清潔，但在「發(fā)電」這一環(huán)節(jié)是否環(huán)保一直備受爭(zhēng)議。要想如期或提早實(shí)現(xiàn)碳中和、碳達(dá)峰目標(biāo)，必須讓清潔能源普及開來。
高能量的「氫」?jié)嵞茉?/strong>
環(huán)保方面，與化石燃料對(duì)比一下，氫能源可太清潔了。不像汽油或柴油會(huì)產(chǎn)生諸如CO2、CO、NO等溫室氣體。氫氣與氧氣的反應(yīng)就只有簡(jiǎn)單干凈的2H2+O2=2H2O，也就是水。從清潔原理上，簡(jiǎn)直降維吊打化石燃料。
能量密度方面，對(duì)比汽油的40MJ/KG、鋰離子電池的0.7MG/KG，氫氣的140MJ/KG可以說是離譜。
能源儲(chǔ)備方面，H2作為可再生能源來源廣泛：電解水、工業(yè)副產(chǎn)氫氣回收、煤制氫、天然氣制氫等手段層出不窮，而石油這種不可再生能源還能用多久我們就不得而知了，雖然那個(gè)50年的笑話已經(jīng)講了50年，但是總會(huì)有一天變成真的。
驍云1.5T發(fā)動(dòng)機(jī)
熱效率方面，內(nèi)燃機(jī)經(jīng)過了百余年的發(fā)展，才艱難走到了40%-50%這一段位，比亞迪驍云的43%已足以被稱為國貨之光，還有所謂的HCCI均質(zhì)壓燃發(fā)動(dòng)機(jī)，51%的熱效率更是驚為天人。但是，氫燃料電池剛剛出生時(shí)就有了40%以上的熱效率，現(xiàn)有產(chǎn)品已在60%以上，實(shí)驗(yàn)室里據(jù)說已經(jīng)達(dá)到了80%......人比人氣死人，能源比能源更是如此。
總的來說，氫能在環(huán)保、節(jié)能、熱效率等維度對(duì)比化石燃料具有巨大的優(yōu)勢(shì)。僅從科學(xué)和理論的角度出發(fā)，氫能確實(shí)是新能源的盡頭。
氫燃料電池汽車：續(xù)航憂慮、低溫死機(jī)？統(tǒng)統(tǒng)不存在
從能源角度分析完了氫能的優(yōu)勢(shì)，回到氫燃料電池汽車，它對(duì)于電動(dòng)車或者混動(dòng)車有什么優(yōu)勢(shì)呢？
豐田 Mirai
我們都知道，電動(dòng)汽車最大的問題就是續(xù)航憂慮，目前市面上的大部分電動(dòng)車NEDC續(xù)航不過500km上下，而氫燃料電池汽車的行駛里程，以豐田Mirai為例，可達(dá)到650km，已經(jīng)幾乎相當(dāng)于燃油車的續(xù)航里程，如果你還嫌不夠，簡(jiǎn)單，加氫罐就好了，只需要三分鐘?；緛碚f，充能的體驗(yàn)和燃油車使用體驗(yàn)相當(dāng)。
除了續(xù)航問題，電動(dòng)車在我們國家的推行還有一個(gè)問題。有一句話叫『電動(dòng)車不過山海關(guān)』。北方的低溫狀態(tài)下，電動(dòng)車的續(xù)航直接萎一半。
而氫能汽車只需要解決0℃以下燃料電池內(nèi)部的水結(jié)冰的問題即可，所以相對(duì)于鋰離子電池，燃料電池的低溫問題更好解決，影響更小。目前豐田Mirai已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了-30℃的低溫啟動(dòng)，其他廠商例如日產(chǎn)、本田也可以達(dá)到相同的水平。
「氫能」這么好，那還不趕緊買？
聽我吹了這么久，各位可能會(huì)說：你不就是想說氫燃料電池汽車好、氫能是終極能源嗎？不要急著下定論，文章到此才進(jìn)入關(guān)鍵部分，準(zhǔn)備了半天的冷水終于可以潑一潑了。
日本的技術(shù)壁壘已形成
我國的氫燃料電池技術(shù)全方面落后于日韓、歐美國家。比如，在電堆質(zhì)量密度功率方面，我國與外國相比差距在1000W/KG左右；在體積功率密度方面，我國與外國的差距在1700W/KG左右。日本已經(jīng)在技術(shù)上走到了世界前沿，做好了割世界韭菜的準(zhǔn)備，如果我們準(zhǔn)備大力投入發(fā)展燃料電池，必然有無數(shù)的技術(shù)壁壘在前方等待。
電池成本居高不下
燃料電池釋能的過程有個(gè)很重要的東西：質(zhì)子交換膜催化劑層，大家知道材料是什么嗎？答案是「鉑」，就是那個(gè)比黃金還貴的貴重金屬。燃料電池的單堆鉑用量為80g，500元/g的鉑，可以想象這是多么高昂的成本。
當(dāng)然美國通用的最新研究已經(jīng)將鉑用量降低到了30g，豐田也是降到了15-20g。美國的默斯阿拉莫斯研究中心更是研究出了用碳、鐵、鈷制成的新型催化劑，催化效果與鉑催化劑相當(dāng)，還可以更好的抑制過氧化氫的生成。可這又回到了前面的技術(shù)壁壘問題。
運(yùn)輸貴且難
氫氣是二次能源，需要有一個(gè)能源轉(zhuǎn)化過程。電解水制成的一度電送到車上也就只有不到0.3度，相比之下一度電直接給電動(dòng)車使用有效量接近0.9度。
更重要的是，氫氣容易與金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，造成氫氣泄漏，氫氣運(yùn)輸是個(gè)技術(shù)活兒?，F(xiàn)在不僅設(shè)備依賴進(jìn)口，而且為了減少成本，不得不選擇近距離運(yùn)輸。我國三北地區(qū)棄風(fēng)、棄光電解出的氫，如要遠(yuǎn)距離輸送到沿海地區(qū)，就不像「西電東送」那么簡(jiǎn)單了。
加氫站安全堪憂
造一個(gè)充電站，只需要350萬美金，而造一個(gè)加氫站要2000萬美金，幾倍的成本差距很難忽略。
同時(shí)，氫氣的安全問題也一直是令人擔(dān)心的一點(diǎn)，全球427個(gè)加氫站在15個(gè)月內(nèi)爆了8次，2019年時(shí)上海還曾計(jì)劃建設(shè)100個(gè)加氫站，看到美國、韓國連爆之后冷靜了，最后只建了1個(gè)，所以大眾對(duì)氫氣安全性的擔(dān)憂也一直是氫能發(fā)展緩慢的重要因素。
總結(jié)下來，氫燃料電池汽車在我國的發(fā)展存在著諸多阻礙，那氫能的先鋒隊(duì)長(zhǎng)日本目前的情況怎么樣呢？我們往下看。
祖師爺快玩不動(dòng)了，「氫能」還有希望嗎？
上面說到90年代，日韓車企如豐田、現(xiàn)代，便開始大力著手燃料電池車的開發(fā)，因?yàn)橹覆欢ㄟ@就是未來汽車的發(fā)展方向，搏一搏單車變摩托。
日韓車企之所以熱衷于氫能源汽車的研發(fā)，這與它們國家的能源結(jié)構(gòu)有很大關(guān)系。日韓兩國的石油、煤炭等化學(xué)燃料極度依賴進(jìn)口，若是能夠構(gòu)建起完整的用氫結(jié)構(gòu)，還能妥善解決工業(yè)廢氫的處理問題，簡(jiǎn)直是一石二鳥的美事。
歐洲就猴精多了，直接騎墻，剛開始還投入一些，后來看到中美開始搞電動(dòng)車，轉(zhuǎn)頭就放棄了氫燃料電池汽車的研發(fā)，開始跟著中美一起「打電動(dòng)」。就這樣，50年過去了，全球?qū)淠懿浑x不棄的便只剩日本一家了。
銷量上，氫燃料電池汽車直接被燃油車甚至電動(dòng)車完爆。最有名的豐田Mirai，2014上市，目前的市場(chǎng)保有量有多少呢？截至2021年1月，Mirai的全球保有量只有12467臺(tái)，朋友們，六年多的時(shí)間，只賣了一萬多臺(tái)，平均每年的銷量還不如自家凱美瑞一個(gè)月的銷量，慘不忍睹。
本田 Fcx Clarity氫燃料電池汽車
今年，日產(chǎn)宣布暫停與戴姆勒及福特合作開發(fā)燃料電池汽車的計(jì)劃，本田也宣布2021年8月開始，終止氫燃料電池汽車的生產(chǎn)，全世界貌似只有豐田還在苦苦支撐。
前輩步履維艱，但未來依然可期
說到這里，似乎感覺「氫能」還沒起來，就已經(jīng)日薄西山。但其實(shí)近20年來，國內(nèi)的氫燃料電池技術(shù)是一直在默默發(fā)展的。
作為國內(nèi)最早入局的選手，上汽早在2001年就啟動(dòng)了「鳳凰一號(hào)」燃料電池汽車項(xiàng)目。在過去的20年里，上汽投入的研發(fā)費(fèi)用累計(jì)超過30億元，已獲得511份燃料電池領(lǐng)域相關(guān)專利，并參與制定了15項(xiàng)燃料電池國家標(biāo)準(zhǔn)。
2020年7月，廣汽集團(tuán)在廣汽科技日上，發(fā)布了旗下的首款氫燃料電池汽車Aion LX Fuel Cell。
今年3月29日，長(zhǎng)城也發(fā)布了氫燃料電池的「氫檸技術(shù)」。6月底發(fā)布的『2025戰(zhàn)略』中，長(zhǎng)城表示在未來5年內(nèi)將累計(jì)投入1000億元用于純電動(dòng)、氫能、混動(dòng)、混動(dòng)等新能源領(lǐng)域的研發(fā)。
2017年，吉利集團(tuán)通過資本手段參與認(rèn)購了加拿大氫燃料電池生產(chǎn)商Hydrogenics股份。2019年，吉利集團(tuán)通過換股方式成為科力遠(yuǎn)第二大股東。2019年，吉利新能源商用車集團(tuán)還發(fā)布過一款氫燃料電池客車F12。
這一切都在彰顯著國內(nèi)車企在加碼布局氫燃料電池汽車的決心。
邦點(diǎn)評(píng)
回顧通篇內(nèi)容，氫燃料電池的優(yōu)越性一目了然，雖然目前發(fā)展不盡如人意，但我覺得氫燃料電池汽車依然有可能是未來的主流，只是目前的技術(shù)還有待突破，就像百余年前的電動(dòng)汽車很快誕生又消逝一樣，過于超前的設(shè)計(jì)規(guī)劃因?yàn)榧夹g(shù)阻礙或許不容于時(shí)代，但歷史的車輪一次又一次地證明：時(shí)代屬于創(chuàng)新。新能源的盡頭是「氫能」嗎？不一定。但「氫能」一定是新能源汽車發(fā)展史上不可忽視的一支潛力股。
