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氫能源汽車需要“特斯拉”

氫能源,高熱量、0 污染、儲量豐富,堪稱人類能源之光。

早在2000年,氫燃料電池車同純電動及插電式混合動力車,站在同一起跑線上。

氫能汽車代表著清潔汽車未來發(fā)展方向,也一度成為共識。

然而,20年過去,中國汽車工業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù)顯示,2021年11月,純電動汽車產(chǎn)銷分別完成37.2萬輛和36.1萬輛,同比分別增長1.2倍和1.1倍;燃料電池汽車產(chǎn)銷分別完成212輛和147輛,同比分別下降26.4%和49.3%。

12月14日,豐田推出15種電動車型,并宣布,到2030年,雷克薩斯品牌將在歐洲、北美和中國實現(xiàn)100%電動化。

氫能源汽車首席推動家也開始轉(zhuǎn)向電動化,電動化已經(jīng)成為一個更加確定的未來。

然而,人類對能源的利用,從對能量密度的追求,向低碳和無碳轉(zhuǎn)型。在這其中,有成本的權(quán)衡、安全的考量,有科技極限的當下,還有關(guān)于綠色的未來。

中國承諾在2030年和2060年實現(xiàn)碳達峰與碳中和。全周期的低能耗、無碳化是必然,氫能是毫無疑問的未來。

1 氫燃料電池難題尚待解決

氫能源首先有著綠色優(yōu)勢。

根據(jù)彭博預測,到2040年,中國新能源汽車的電能消費占全社會用電量比重,將從目前的1.3%急劇攀升至8%。在我國,煤電占比超過60%。對電動汽車的一大詬病,也是“臟電”,全周期來看更是碳排放的轉(zhuǎn)移。

同時,加油和加氫一樣,用時短,解決了電動汽車的補能焦慮。氫能源的“能量密度”也備受好評。

動力電池與燃料電池的區(qū)別在于:一個是能量儲存裝置,衡量的重要指標是能量密度;一個是能量生產(chǎn)裝置,衡量燃料電池電能生產(chǎn)能力的基本指標是功率密度。

燃料電池系統(tǒng)包括電堆和氫氣系統(tǒng),其運作原理是:氫氣和氧氣從電堆的入口進入,通過一定的電化學反應(yīng)后產(chǎn)生電流,驅(qū)動車輛行駛。在不增加系統(tǒng)重量或者體積的前提下,進一步提高FC-EV的續(xù)航里程就必須采用更高效率的儲氫系統(tǒng)。

電動汽車中占大半的是動力電池,氫能源汽車中占整車成本60%的是燃料電池系統(tǒng)。

價格高昂,依賴進口,這帶來的成本問題,限制氫能源汽車的普及。

“十萬輛是一個臺階、百萬輛是一個臺階。車輛規(guī)模每上一個臺階,燃料電池系統(tǒng)成本大約會下降50%!

從制取到運輸再到應(yīng)用,期間環(huán)節(jié)可能造成的能量損耗比例過大,還不具備經(jīng)濟性。除此之外,加氫站的成本,也只有氫能源汽車規(guī)模達到數(shù)百萬以上時才能有效降低成本。

在碳中和背景下,以無碳的標準,只有“綠氫”是符合標準的氫氣。綠氫的制氫方法,在當下比較成熟的手段,是質(zhì)子交換膜(PEM)電解水制氫,質(zhì)子交換膜和鉑電極催化成本高。

也就是說,規(guī);瘞沓杀鞠陆,而成本高限制其規(guī);@使得氫能源汽車的普及成為一個無解的問題。

另外一個問題,是安全。

氫能源汽車由氫儲存區(qū)、中部的電池及逆變器、前部的燃料電池及動力構(gòu)成。燃料電池汽車中,有氫氣留存的地方主要是電池堆和儲氫罐兩個部分。

在理論的理想狀況下,電池堆只是氫氣和氧氣發(fā)生電化學反應(yīng)的場所,本身并不儲存能量,一旦檢測到氫氣泄漏,氫氣/空氣可以迅速被切斷。

但氫氣是易燃易爆危險品,在操作中,無論是氫氣加工,還是加氫過程中,由于操作不當安全問題屢發(fā),使消費者形成將氫氣=危險的認知,極大地限制其普及。

2 誰來買單?

科技企業(yè)的最大風險,是科技本身的不確定性。無論是點錯的科技樹,還是技術(shù)迭代之后的歸零,大浪淘沙之下,傷亡概率過高。

市場預期加技術(shù)進步,帶來整個行業(yè)的興盛。電動汽車率先走向成熟,市場預期放大其確定性,也使得氫能源汽車更加黯淡。

銷量上來看,2020年,全球電動汽車銷量超過300萬輛,同比增長約40%,而氫能源汽車只有不足1萬輛。

歐美廠商選定電動路線,押注氫能源的日企被嘲點錯科技樹,整體形勢要求車廠做出選擇,當傳統(tǒng)車廠還沒趕上電動化趨勢,氫能源只能擱置一旁。

目前,氫能源汽車的應(yīng)用主要在重卡、營運車輛等,尤其是受到排放標準切換影響的重型卡車。在碳達峰背景下,要減少重型卡車污染物和碳排放,氫燃料電池無疑是最佳選擇。

中汽協(xié)數(shù)據(jù)顯示,今年前8個月,新能源重卡銷量中,純電動重卡銷量2792輛,占比87.3%,同比下降11.42%;燃料電池重卡銷量389輛,占比12.16%,同比增加11.58%。

氫能源重卡在銷量和增速上,都遠不及純電動重卡。加氫難度也是原因之一,相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,我國目前有69座加氫站,在建加氫站有近100座。配套基礎(chǔ)設(shè)施的完備,將進一步推動氫能源汽車的普及。

當下,氫能源重卡銷量也主要依賴財政補貼,估計這一市場直到2025年才會大規(guī)模快速發(fā)展。

然而,氫能源想要走的更遠,在乘用車輛中的普及必不可少。

本田氫燃料電池車,2020年在全球僅賣出240輛,累計也僅賣出1900輛。氫燃料電池車豐田MIRAI,全球銷量也只有1770臺,比去年下滑了將近30%。

汽車領(lǐng)域的電動化、智能化趨勢,在特斯拉等企業(yè)的推動下,真正吸引到一批有購買力的群體,這也是電動汽車滲透率不斷提升的前提。

氫能源汽車,需要的正是這樣一群先吃葡萄的人。

3 氫能源汽車需要“特斯拉”

回顧電動車在我國的發(fā)展歷程,按照2009年中國政府公布的《汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》,2011年以純電動車為主的新能源車產(chǎn)量就要達到50萬輛,占汽車總銷量的5%;但直到2013年底,真正賣到消費者手中的純電動車只有數(shù)千輛。

直到2012年年底,model s車型訂單達到1.5萬輛。特斯拉的成功,意味著電動車具備了商業(yè)化的條件。

2019年,電動車滲透率達到10%,從2013年就開始炒作的新能源產(chǎn)業(yè)開始成為趨勢。

靠政策補貼未能成功的電動汽車,最終是在特斯拉效應(yīng)下,靠市場作用實現(xiàn)普及,從2014年開始,造車新勢力小鵬、蔚來、理想相繼誕生。

面對阻礙電動汽車普及的兩大問題:成本和能量密度,特斯拉從高端市場入手,用品牌溢價解決成本高昂的問題;同時依靠其在電池系統(tǒng)和管理技術(shù)上的創(chuàng)新,解決續(xù)航難題。

而特斯拉開創(chuàng)的全價值鏈商業(yè)模式,更是使特斯拉與傳統(tǒng)汽車區(qū)別開來,樹立另一套評價標準體系。

接受市場檢驗是第一步。在技術(shù)迭代之后,參考傳統(tǒng)汽車廠家經(jīng)驗,沿用成熟供應(yīng)鏈體系,降低成本,實現(xiàn)從高端市場向大眾市場的普及。

一個新的產(chǎn)品形態(tài),在被市場認可之后,其所需要的基礎(chǔ)設(shè)施,也會隨之跟上。截止到2021年5月,我國的充電基礎(chǔ)設(shè)施累計數(shù)量已達到187.0萬臺。

代表著未來的氫能源汽車,也在等待著一個特斯拉這樣的鯰魚,等待著拐點的到來。

目前,燃料電池商用車購置成本是燃油車的2.5倍以上。如何進行商業(yè)化推廣應(yīng)用,這是困擾全球生產(chǎn)商的一大難題。

除了在技術(shù)上的推動,在商業(yè)模式上的探索也沒有停步。同蔚來的換電模式(電池部分以租賃模式)類似,Nikola推出捆綁式租賃計劃,客戶可選擇租賃車輛70萬英里,租賃內(nèi)容包括卡車、氫氣燃料,維修和保養(yǎng)。

在這一模式下,使用成本約合人民幣6.59元/英里,略低于傳統(tǒng)柴油車的6.73元/英里。

公司預計在2021 年年中開始生產(chǎn)beta 版燃料電池卡車車型,在2022 年年中開始生產(chǎn)gamma 版車型,在2023 年實現(xiàn)正式量產(chǎn)。

《第三次工業(yè)革命》的作者杰里米·里夫金:“當交通、通信和能源三個要素同時發(fā)生變化時,也意味著新經(jīng)濟體系正在形成。”

當然,穩(wěn)定的能源還是要新型的能量形式,核電中只有可控核聚變出現(xiàn)突破,才能叫做真正的新能源。

萬一呢?

聲明: 本文由入駐維科號的作者撰寫,觀點僅代表作者本人,不代表OFweek立場。如有侵權(quán)或其他問題,請聯(lián)系舉報。

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