續(xù)航700公里的Mirai來(lái)了,我國(guó)氫燃料電池車(chē)的“未來(lái)”還有多遠(yuǎn)

時(shí)間:2017-11-28 09:11來(lái)源:第一電動(dòng)網(wǎng) 作者:綜合報(bào)道
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  氫燃料電池車(chē)并不是近幾年才出現(xiàn)的新東西,早在1966年1月,通用汽車(chē)的250名工程師就研發(fā)出了世界上第一輛氫燃料電池車(chē)“Electrovan”。隨后,由于氫燃料電池?zé)o論是耐用性表現(xiàn)還是面對(duì)極端氣候的穩(wěn)定性都不錯(cuò),所以在波音、通用汽車(chē)和NASA的共同努力下,氫燃料電池車(chē)最終被移植到一輛月球車(chē)當(dāng)中,跟隨阿波羅15號(hào)計(jì)劃成功登錄月球表面。這臺(tái)Electrovan僅有5kW的輸出功率,但卻能提供113km/h的最高時(shí)速。當(dāng)時(shí)它充滿氫燃料后的單次續(xù)航能力可達(dá)193km,F(xiàn)在來(lái)看它的水平也就勉強(qiáng)戰(zhàn)平一輛老年代步車(chē)。但在50年前,這樣的新能源技術(shù)代表著世界最先進(jìn)水平。
 
  在氫燃料電池車(chē)研發(fā)成功的半個(gè)世紀(jì)之后,豐田汽車(chē)將旗下的第二代氫燃料電池車(chē)Mirai帶到了剛剛結(jié)束的廣州車(chē)展上。單次充氫后續(xù)航超過(guò)700km,最大輸出功率113kW,峰值扭矩達(dá)到了335Nm。雖然從車(chē)輛本身的性能數(shù)據(jù)來(lái)看,如今的氫燃料電池汽車(chē)已經(jīng)有了翻天覆地的變化。但從市場(chǎng)的接受程度來(lái)看,氫燃料電池車(chē)似乎跟50年前沒(méi)什么區(qū)別。而純電動(dòng)汽車(chē)(BEV)卻儼然成為了“新能源汽車(chē)”中唯一的主角。純電動(dòng)汽車(chē)(以下簡(jiǎn)稱BEV)和氫燃料電池車(chē)(以下簡(jiǎn)稱FCV)均屬于新能源汽車(chē)。但由于完全不同的供能方式,F(xiàn)CV和BEV在實(shí)際使用時(shí)也各自具有不同的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)。由于采用的能量生成方式有所不同,F(xiàn)CV相比BEV在能量效率、續(xù)航里程、充能速度、氣候耐受等方面都有很大的優(yōu)勢(shì)。
 
  BEV依靠車(chē)載的鋰電池來(lái)提供電能,而FCV和BEV最大的區(qū)別就在于,它并非通過(guò)鋰離子電池來(lái)存儲(chǔ)電能,而是通過(guò)儲(chǔ)氣罐中的高濃縮氫氣和氧氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)來(lái)提供電能。這個(gè)化學(xué)反應(yīng)并非我們通常認(rèn)為的“燃燒”,所以FCV的能量轉(zhuǎn)換效率不受“卡諾循環(huán)”的限制,其能量轉(zhuǎn)換效率可高達(dá)60%~70%,實(shí)際使用效率則是普通內(nèi)燃機(jī)的2倍左右。
 
  如今的FCV單次續(xù)航里程大多可以超過(guò)700km,與燃油汽車(chē)區(qū)別不大,但如果跟BEV相比的話,可以達(dá)到目前市場(chǎng)主流BEV續(xù)航里程的2倍左右。
 
  在補(bǔ)充能量方面,F(xiàn)CV也可以像燃油汽車(chē)一樣通過(guò)“加氫站”來(lái)快速充能,3分鐘即可再次上路。而B(niǎo)EV無(wú)論是快充還是慢充,均很難達(dá)到這樣的速度,在長(zhǎng)途旅行方面無(wú)形中增加了不少的時(shí)間成本。
 
  同時(shí),F(xiàn)CV對(duì)寒冷氣溫的耐受力要遠(yuǎn)超過(guò)BEV。以BEV保有量較大的北京為例,冬天的溫度可以降低到-10℃左右。雖然三元材料的鋰離子電池相對(duì)表現(xiàn)較好,可一旦車(chē)主打開(kāi)空調(diào)暖風(fēng),續(xù)航里程仍然會(huì)以肉眼可見(jiàn)的速度迅速降低。而FCV在通過(guò)氫燃料的化學(xué)反應(yīng)獲取電能的同時(shí),還會(huì)產(chǎn)生一些額外的熱量。這些熱量可以順便為水箱進(jìn)行加熱,使FCV擁有和燃油汽車(chē)一樣的“暖風(fēng)”,并且對(duì)續(xù)航性能沒(méi)有任何影響。BEV由于政府政策的支持,在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)已經(jīng)耕耘多年。所以經(jīng)濟(jì)性、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面,BEV要明顯優(yōu)于FCV。
 
  在如今的政府補(bǔ)貼之下,購(gòu)買(mǎi)一臺(tái)主流BEV的價(jià)格一般都在15萬(wàn)左右,而還未正式進(jìn)軍中國(guó)市場(chǎng)的豐田Mirai或是本田Clarity售價(jià)基本在40萬(wàn)左右,如果進(jìn)軍國(guó)內(nèi),算上各項(xiàng)稅費(fèi),價(jià)格只會(huì)更高。
 
  而在使用成本方面,同樣是BEV更優(yōu)秀。以比亞迪秦EV為例,電池容量為47.5kW,續(xù)航里程為300公里,平均每公里耗電為0.158度。以1度電價(jià)格0.5元來(lái)計(jì)算,比亞迪秦EV平均每公里的行駛成本大約為0.079元。而FCV所需要的液化氫在日本的零售價(jià)格約為70元/kg,以Mirai為例,車(chē)身內(nèi)部的存儲(chǔ)罐可以存放大約5公斤的氫燃料,也就是加滿一次需要大約人民幣350元。按照續(xù)航里程700公里來(lái)計(jì)算,Mirai的使用成本大約為每公里0.5元。
 
  基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)方面,充電站則有著絕對(duì)的先發(fā)優(yōu)勢(shì)。據(jù)悉,國(guó)內(nèi)目前也僅有北京上海廣州等城市擁有共計(jì)6座加氫站,相信絕大多數(shù)朋友都沒(méi)有見(jiàn)過(guò)加氫站長(zhǎng)什么樣子。而充電站除了在北京上海廣州這些新能源汽車(chē)扎堆的城市內(nèi)很常見(jiàn)之外,國(guó)家?guī)讞l主要的高速公路上也都已經(jīng)在服務(wù)區(qū)安裝了直流快速充電樁,應(yīng)該算得上“隨處可見(jiàn)”了。
 
  通過(guò)上面的優(yōu)劣勢(shì)對(duì)比能夠看出,F(xiàn)CV主要是在用戶體驗(yàn)方面盡可能的貼近了傳統(tǒng)燃油汽車(chē)。通過(guò)超長(zhǎng)的續(xù)航里程和極高的充電效率,讓消費(fèi)者能夠?qū)淙剂想姵剀?chē)當(dāng)作傳統(tǒng)汽車(chē)一樣使用。但由于高昂的使用成本和目前國(guó)內(nèi)基礎(chǔ)建設(shè)的缺失,F(xiàn)CV在目前國(guó)內(nèi)新能源汽車(chē)行業(yè)中幾乎沒(méi)有任何市場(chǎng)份額。
 
  實(shí)際上,成本只需要通過(guò)批量化生產(chǎn)就可以有效的均攤,而基礎(chǔ)設(shè)施也并不是解決不了的難題。十年前的中國(guó)汽車(chē)市場(chǎng)不僅沒(méi)有公共充電設(shè)施,甚至那個(gè)時(shí)候的路面上還沒(méi)有依靠電力驅(qū)動(dòng)的民用車(chē)。純電動(dòng)汽車(chē)的市場(chǎng)也是從2013年開(kāi)始國(guó)家政策的有力扶持之后才逐漸打開(kāi)的。那按道理來(lái)說(shuō),無(wú)論是FCV還是BEV,對(duì)于當(dāng)時(shí)新能源領(lǐng)域一片空白的中國(guó)市場(chǎng),扶持哪一個(gè)都一樣。為什么中國(guó)市場(chǎng)唯獨(dú)不選擇FCV呢?筆者認(rèn)為,主要原因在于我國(guó)在氫燃料方面的技術(shù)實(shí)力依然與國(guó)外有較大的差距。
 
  我國(guó)發(fā)展新能源汽車(chē)的主要目的之一就是在于縮小與發(fā)達(dá)國(guó)家汽車(chē)工業(yè)的技術(shù)差距,曾經(jīng)在傳統(tǒng)燃油汽車(chē)領(lǐng)域“用市場(chǎng)換技術(shù)”的戰(zhàn)略雖然失敗了,但新能源行業(yè)的崛起也帶給中國(guó)另一個(gè)彎道超車(chē)的機(jī)會(huì)——純電動(dòng)汽車(chē)。由于我國(guó)在電池領(lǐng)域的技術(shù)水平并不弱,同時(shí)純電動(dòng)汽車(chē)避開(kāi)了外資車(chē)企引以為傲的“發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)”,所以在純電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域,自主品牌仍有很大的機(jī)會(huì)。事實(shí)也證明了,經(jīng)過(guò)4年的大力發(fā)展,中國(guó)已經(jīng)成為全球最大的純電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng),并且自主品牌的純電動(dòng)汽車(chē)在產(chǎn)銷方面也已經(jīng)超過(guò)了絕大多數(shù)外資車(chē)企,獲得了許多技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的積累。而在氫燃料領(lǐng)域,目前國(guó)內(nèi)沒(méi)有任何一家世界一流實(shí)力的相關(guān)企業(yè)。如果強(qiáng)行發(fā)展氫燃料電池車(chē),將勢(shì)必要依賴外資企業(yè)的技術(shù)支持,這樣一來(lái)市場(chǎng)將會(huì)再次被已經(jīng)擁有較強(qiáng)技術(shù)實(shí)力的外資企業(yè)所霸占,而我國(guó)的自主品牌則將會(huì)重蹈“市場(chǎng)換技術(shù)”的覆轍。
 
  在經(jīng)歷了快速發(fā)展之后,如今純電動(dòng)汽車(chē)和插電式混合動(dòng)力汽車(chē)都將面臨全面“斷奶”。而近幾年燃料電池產(chǎn)量逐漸增加,諸如豐田、通用等外國(guó)車(chē)企均已發(fā)布了氫燃料電池卡車(chē),即將步入商業(yè)化應(yīng)用。對(duì)此,我國(guó)也將在氫燃料電池汽車(chē)領(lǐng)域進(jìn)行布局。2017年工信部、科技部、發(fā)改委聯(lián)合發(fā)布汽車(chē)產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃提出,逐步擴(kuò)大燃料電池汽車(chē)試點(diǎn)示范范圍。而在此之前,財(cái)政部、科技部等4部委也表示會(huì)對(duì)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)加氫能力不少于200公斤/日的新建燃料電池汽車(chē)加氫站給予400萬(wàn)元補(bǔ)貼。預(yù)計(jì)在2017-2020年間,其他新能源汽車(chē)補(bǔ)貼“退坡”的背景下,政府對(duì)燃料電池汽車(chē)的補(bǔ)貼保持不變。
 
  盡管在技術(shù)水平上,我國(guó)與西方發(fā)達(dá)國(guó)家仍然存在一定差距。但根據(jù)國(guó)家科技與產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃,2020年我國(guó)將突破關(guān)鍵材料、核心部件以及系統(tǒng)集成等氫燃料電池車(chē)的關(guān)鍵技術(shù),氫燃料電池的示范運(yùn)營(yíng)車(chē)輛達(dá)到1萬(wàn)輛。在2025年,我國(guó)將實(shí)現(xiàn)氫燃料電池技術(shù)的推廣和應(yīng)用,屆時(shí)我國(guó)道路行駛的氫燃料電池車(chē)將達(dá)到12萬(wàn)輛。截止至2030年,我國(guó)將實(shí)現(xiàn)氫燃料電池車(chē)的大規(guī)模推廣應(yīng)用,中國(guó)的公路上將會(huì)有超過(guò)100萬(wàn)輛的氫燃料電池車(chē)穿梭行駛。
 
  相信在國(guó)家政策的調(diào)控之下,氫燃料電池車(chē)也必然會(huì)像純電動(dòng)汽車(chē)一樣蓬勃的發(fā)展。而在不久的將來(lái),中國(guó)的新能源汽車(chē)領(lǐng)域?qū)?huì)迎來(lái)純電動(dòng)汽車(chē)和氫燃料電池車(chē)百家爭(zhēng)鳴、各放異彩的時(shí)代。
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