繼2014年豐田推出首款量產(chǎn)氫燃料
電池車Mirai之后,本田clarity也在去年開始大規(guī)模投放ClarityFCV。在看似遙遠的氫燃料
電池車領(lǐng)域,雙田率先進行著試探式的發(fā)展。
新能源汽車固然是未來發(fā)展的必然方向,但現(xiàn)階段氫燃料電池車的優(yōu)劣勢都很明顯。從打頭陣的豐田與本田身上,能否看到氫能源汽車脫穎而出的可能性?
2H+O=2HO,完美解決方案?
與其他新能源汽車的發(fā)展思路相似,燃料電池車同樣是能源危機之下的一種探索思路。從原理上看,由于其不需要使用石化燃料,而是通過氫氣與氧氣的化學(xué)作用發(fā)電驅(qū)動,具有高效率、清潔環(huán)保的特點,從而成為未來能源發(fā)展的重要方向。
如果要對燃料電池追根溯源,會發(fā)現(xiàn)這項技術(shù)已經(jīng)有超過兩百年的歷史,在20世紀50年代之前,這種技術(shù)只是停留在科研階段,直到冷戰(zhàn)時期太空競賽,載人航天需要大功率、高能量電池,燃料電池才真正在航天與軍工領(lǐng)域得到了應(yīng)用。比如美國的Apollo登月計劃就采用了氫燃料電池為其供電供水。
燃料電池從航天到民用的契機是上世紀90年代的能源危機,汽車企業(yè)開始尋求更有效的能源解決方案,氫燃料電池進入各大車企的視野。但彼時的氫燃料電池與傳動動力相比具有太明顯的劣勢,功率密度低是其中最大的制約因素。
早在1966年雪佛蘭就曾推出了一款氫燃料電池車Electrovan,可以說是這個領(lǐng)域里面最早的一次嘗試。但Electrovan的最高時速只有70mph、續(xù)航里程120英里,且由于儲氫罐體積過大,車內(nèi)只能放置兩個座位。更重要的是,當時的氫燃料電池造價太高、市場需求過小,導(dǎo)致Electrovan未能成型。
能源危機之下,各家車企都在尋求行之有效的解決辦法,豐田混合動力與通用純電動都是當時主流的發(fā)展路線。反而是氫燃料電池方面一直沒有突破,主要原因在于氫燃料來源與功率密度問題。2001年,第一款10000PSI的儲氫罐研發(fā)成功,使儲氫罐的體積大大縮小,氫燃料電池在汽車上的應(yīng)用才得以變成現(xiàn)實。
優(yōu)勢與爭議并存
新能源汽車發(fā)展至今,其局限性依舊突出:混合動力對發(fā)動機的依賴程度不小,而純電動汽車目前仍受續(xù)航距離短和充電站普及程度低的制約。如果從這方面來看,氫燃料電池車似乎有著無可比擬的優(yōu)勢。
首先,氫燃料是一種可再生資源,在工業(yè)上,氫氣可以通過電解水、甲醇重組、天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化等手段獲得,這意味著它不會有消耗殆盡的一日。
其次,與傳動動力甚至新能源汽車相比,氫燃料電池車的能量轉(zhuǎn)化率更高,可達50%以上,而最為關(guān)鍵的是,采用氫燃料電池的汽車只排放熱量與水,對環(huán)境十分友好。這也就解釋了,為什么豐田對「2H+O=2HO」的化學(xué)式如此癡迷,且堅定認為只有排放純水的氫燃料電池車才是新能源汽車的未來。
再者,從消費者的角度來看,氫燃料電池車最可能取代純
電動車的原因在于,其可以解決目前充電時間過長的問題。以特斯拉為例,即便使用超級充電樁也需要1小時才能充滿400公里左右的續(xù)航里程。而氫燃料電池車只需要3-5分鐘便可充滿500公里以上的續(xù)航里程。在這個層面上,氫燃料電池車的使用習(xí)慣與目前傳統(tǒng)動力車型相差不大。此外,比起純電動汽車,氫燃料電池的重量更小,能量密度也是前者的數(shù)倍。
從上述三方面優(yōu)勢來看,氫燃料電池車似乎足以取代目前的所有新能源汽車,成為未來最有可能普及的技術(shù)。然而,行業(yè)內(nèi)對氫燃料電池的爭議同樣不小,F(xiàn)階段氫燃料主要是從天然氣中獲得,這就意味著生產(chǎn)鏈上依然有污染情況,而且不可再生。除非未來可以利用生物物質(zhì)或者水電、太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮艿仍偕茉粗迫淙剂,否則氫燃料電池車仍舊無法解決環(huán)保爭議。
Clarity和Mirai,這個市場太孤獨
從長遠來看,氫燃料電池車終究會成為一種趨勢,目前歐洲、日韓、美國等不少汽車廠商也已加入到氫燃料電池車的研發(fā)當中;仡欉^去十年,對此項技術(shù)最為重視的是日韓。由于長期以來石油資源依賴進口,這兩個國家都不得不思考解決能源危機的辦法,用氫氣替代石化燃料是它們尋求的一種出路。比如日本政府就一直從政策層面上推動著燃料電池的研發(fā),甚至制定了氫燃料電池車的普及時間表。因此,在這種環(huán)境之下,本田與豐田對氫燃料電池車的開發(fā)也就順理成章了。
1999年本田FCX概念車推出,這是對氫燃料電池車的最初構(gòu)想,隨后數(shù)年FCX經(jīng)過了多次修改,但仍舊停留在概念階段。直到2008年,真正意義上的量產(chǎn)版Clarity在美國亮相,自此以租用形式在美國市場鋪開。
而首款投入市場銷售的氫燃料電池車,是豐田在2014年在日本推出的Mirai,這款車使用液態(tài)氫作為燃料,在JCO8工況下最大續(xù)航里程達700公里。為了突出其在動力來源上的特別之處,Mirai采用了一種與傳統(tǒng)汽車差異較大的前衛(wèi)設(shè)計。
本田的做法則不一樣。本田推出的Clarity同樣是一款氫燃料電池車,但也許是為了讓普通消費者更容易接受這種新技術(shù),Clarity的設(shè)計更偏向與傳統(tǒng)車型。用美國《消費者報告》的話來說,用戶可以保持他們對傳統(tǒng)中級轎車的審美與需求,同時享用氫燃料電池車帶來的便捷與環(huán)保。
然而,無論是Mirai還是Clarity,發(fā)展緩慢的重要原因不外乎儲氫罐生產(chǎn)難度大、加氫站普及程度低等問題。為了推動氫燃料電池車的發(fā)展,美國國會于2012年重新修訂了氫燃料電池政策方案,其中就包括多項稅收抵免、加氫站建設(shè)獎勵等政策。但到了2016年,全美也只有23個加氫站,且主要集中在加州。
除了基礎(chǔ)設(shè)施無法跟上步伐,對于消費者來說,接收氫燃料電池車仍需一段時間。首先是價格問題。以2017款本田Clarity為例,售價在3.5-5萬美元之間,與傳統(tǒng)汽車相比差距頗大。當然,這與儲氫罐、氫燃料電池成本高居不下有直接關(guān)系。但結(jié)合加氫站普及程度低等原因,這種新能源汽車目前只能是試驗階段。即便是日本,Mirai銷售時也會附帶許多政府補貼。這有點像中國的新能源車市場。
另外就是使用成本問題。知乎答主KevinChow曾在2015年算了一筆賬。當時Mirai在日本的加氫費用是5000日元一次,每次加滿可續(xù)航500公里。也就是說,每公里需要花費10日元,折合人民幣0.6元。這與純電動汽車的充電費用相比,實在毫無優(yōu)勢。
不過,以目前的發(fā)展形勢去判斷氫燃料汽車的前途,似乎有些目光短淺了。從未來世界發(fā)展的格局來看,無論是出于能源還是環(huán)保的考慮,氫燃料電池車都將是一個重要的解決方案。而包括雙田、奔馳、通用等汽車廠商對氫燃料電池車的投入,都是為了盡快擺脫對傳統(tǒng)動力的依賴。在新能源汽車領(lǐng)域,混合動力只是一個過渡產(chǎn)物,純電動汽車依然需要解決好充電與續(xù)航焦慮的問題。那么,2030年氫燃料電池車的推廣,也許是一件美好的事。 (責(zé)任編輯:admin)