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氢能源看似普通 却可以非常自信

2020-09-19 08:55:00

  在经历去年一系列氢能源相关的爆炸事件后,似乎氢能源一下子淡出了瓜客们的视野。

  然而进入九月份,氢能源却一下子又火了起来,甚至在神州各地翻江倒海,大有万马奔腾之势,舍我其谁之豪迈。

  比如近两个月销量算不上理想的上汽集团,就在这波大潮之中重申下自己的行业地位,顺带也抖一抖销量不旺的晦气:

  推出针对氢能源的“十、百、千、万计划”,“在2025年前,推出至少十款燃料电池整车产品,捷氢科技达到百亿级市值,建立起千人以上燃料电池研发运营团队,形成万辆级燃料电池整车产销规模,市场占有率在10%以上”。


  连上汽这样在传统燃油车和电动汽车领域有着庞大体量的车企,都已整装待发,看来氢能源的热潮真的来了。

  趁着这波氢能源炙热映在脸上的红晕,有人坚定提出氢能源才是未来的终极能源,未来的纯电动车也会被氢能源汽车所取代。

  但在我看来,政策加持下的氢能源尽管洋洋洒洒地焕发了第二春,但要说完全替代纯电动,似乎是痴人说梦。

  在解释这点前,我们先看看氢能源汽车到底香不香?

氢能源汽车到底香不香?

  提到氢能源,我会首先想到广场大叔手里的一大把氢气球。既然氢气能便捷地注入廉价的气球当中,其来源一定相当广泛。

  事实上,氢是宇宙中蕴藏量最丰富的化学元素,氢气的制备也有多种途径。因此,氢能源汽车在能量来源这块,相对电动汽车有着更天然的优势。

  但对于一辆氢能源汽车来讲,光有大量的氢气输入可不行,氢能源需要转化为电能才能推动电机工作。从这个角度来讲,氢能源汽车也可以被看作一款特殊的增程式电动汽车,和理想汽车的区别在于发电的介质不同。

  但氢能源如何才能转换成电能呢?

氢能源看似普通 却可以非常自信

  我们都知道,氢气和氧气可以发生化学反应从而生成水,同时伴随有热量释放。在氢能源汽车所搭载的燃料电池中,氢气会进入到燃料电池的阳极,并和阳极上的催化剂发生反应,释放出带负电荷的电子,自身变成了带正电荷的氢离子。

  这就犹如你用拳头击打墙壁,墙壁出现凹坑的同时,你的手背会粘连墙壁上的颗粒。我们可以把凹坑想象成带负电荷的电子,把你手背上粘连的颗粒想象成带正电荷的氢离子,这实质上是一种电荷的守恒。

  所谓阴阳相吸,带上正电荷的氢离子急不可耐地穿过电解液中各种物质的阻碍,进入阴极的怀抱。阴极就犹如女儿国,美女成群,在这里带正电荷的氢离子邂逅空气中的氧,并在步入婚姻殿堂后诞生了唯一的爱情结晶:水。

  但带负电荷的电子却对穿过电解液没有一点兴趣,它选择加入一队自由奔放的娘子军团准备浪迹天涯。随着娘子军团的加入者源源不断,最终无数带负电荷的电子汇成了一股洪流,这股强大的势力就被称为电能。

氢能源看似普通 却可以非常自信

  从氢燃料电池工作的整个过程来看,其在释放电能的同时,生成物只有纯净的水,可以真正算得上是无温室气体排放。

  从能量来源和排放的角度来看,氢燃料电池确实很不错,但单有电池可不能让汽车自由奔跑。

  事实上,氢燃料汽车也由四个基本模块组成:动力系统、底盘、汽车电子系统和车身。动力系统通过氢燃料电池和电动机为车辆提供动力。

  值得一提的是,氢燃料汽车的动力系统中也含有类似电动汽车的动力电池,但该动力电池的容量并不像电动汽车那样大,只是作为氢燃料电池的辅助来驱动汽车。

  当氢燃料汽车在低负荷运行时,动力电池会吸收电能;高负荷运行下,动力电池会与氢燃料电池一块释放电能,用于稳定氢燃料电池的输出功率,从而确保动力的平顺。


  此外,对于氢燃料汽车来说,除动力系统外的其余部分与电动汽车基本一致,因此氢燃料汽车也能很好地单纯依靠电机驱动,确保车内的静谧与快捷的动力响应。

  你以为这是氢燃料汽车优势的全部?

  当然不是!氢燃料汽车还具有续航里程长(可达到500-1000km)、加氢时间短(同燃油车一样只需要几分钟)等多种优势。

  氢燃料汽车有如此丰富的优势,可以说是香气满园,沁人心脾。

  但我却依然无法相信其能替代电动汽车,甚至也无法成为电动汽车的劲敌。

尺有所长,寸有所短

  还记得今年4月,梅赛德斯-奔驰正式宣布取消开发氢燃料电池乘用车计划的消息么?


  戴姆勒可是已经在氢燃料电池的道路上辛苦耕耘了30多年啊!

  但为何戴姆勒放弃了呢?

  究其原因还是氢燃料电池乘用车的研发成本过高。据透露,制造一台氢燃料电池车的成本大约是同等电池电动车的两倍。

  其实戴姆勒在放弃的道路上并不感到孤寂,因为大众(2020年3月,大众汽车公布技术路线图显示蓄电池才是未来)、本田(2019年10月,本田宣布无限期搁置氢燃料电池技术的发展)等传统整车厂均表示愿意与其作伴。

  究其原因,在氢燃料汽车中,燃料电池系统的造价高昂(约占整车成本的65%)是车辆总成本居高不下的罪魁祸首。


  另外,加氢站的建设成本和后期运维成本都非常高(数据显示,建设一个日加氢能力200公斤的加氢站,不包含土地的成本,约为1500万元左右),而一辆乘用车加1公斤氢约可跑90多公里,其投入产出比可以说是非常低。

  因此在乘用车领域,氢燃料汽车根本无法在短时间内逆袭替代电动汽车。

柳暗花明又一村

  我查看了国内外氢燃料车辆的应用场景资料,发现了一个有趣的现象:氢燃料系统在商用车领域诸如重卡、叉车、物流车、公交车,有着广泛的应用。我们的神州大地,竟然也布局着诸多氢燃料京东物流车。

氢能源看似普通 却可以非常自信

  难道,商用车更适合使用氢燃料动力系统?

  事实或许确实如此。商用车相对乘用车更容易监管,且更容易进行大规模应用;商用车的出行路线相对固定,在对应的路线中选择性布局(兼顾人员安全与车辆服务)造价昂贵的加氢站,似乎能达到不错的收支平衡。

  这也许是奔驰放弃氢燃料乘用车的同时,戴姆勒宣布与沃尔沃联合开发燃料电池重卡的重要原因。

  另外商用重卡的载重量较大,为了满足负载需求,纯电动重卡势必要加装更大电容量的电池。就比如特斯拉的电动重卡模型,预计其电池的重量就可以达到4.5吨,自身重量的增加无疑加剧了车辆行驶负担。


  由于氢相对电池有更大的比能,因此使用氢燃料系统的重卡相对纯电动重卡能大大降低车身重量,从而有更高的效能。

  因此,仅从商用角度讲,氢燃料汽车似乎比纯电动车更有优势。

  这也从一个侧面,解锁了上汽在政策东风到来之时,选择发布商用MPV EUNIQ 7的原因。

  整体来看,氢燃料汽车与电动汽车似乎并不能形成敌对,而是在各自更适合的领域更好地发挥自身价值。

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