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    氫燃料電池汽車要來了?

    大家車言論

    之前每次聊到新能源車,無論是純電動,還是PHEV或增程式等等,不管哪種技術路線,都總會有一些朋友理直氣壯地說,這些壓根都不能算“新能源車”,又或者說還不是真正的“環保”。因為他們認為,只有采用氫能源的汽車才是真的環保,真的“新能源”。

    我覺得這其實沒什么好爭論,因為不管怎樣,至少在國內家用車市場上,短期內我們都不太可能買到正式量產的氫能源汽車,嚴謹地說,是氫燃料電池車。但前段時間,長城汽車舉行了一個關于氫能源的發布會,并宣布今年內推出全球首款C級氫燃料電池SUV,引起了很多人的興趣。

    搭載氫燃料電池技術的電動車真的要來了嗎?在回答這個問題之前,我想先和大家簡單梳理一下關于氫燃料電池車的一些知識。

    我先簡單說說氫燃料電池(Hydrogen Fuel Cell)是個什么玩意兒吧。

    雖然“氫燃料電池”這五個字里面,有“電池”這兩個字,但實際上,它和我們日常用的那種小電池,或者汽車上的鋰電池,都不太一樣。燃料電池(Fuel Cell )其實是一個能把燃料中的化學能轉換成電能的發電裝置。所以這個“燃料電池”是需要不斷加入“燃料”才能產生電的,而這個燃料,最常見的就是氫。

    簡單補充一句,雖然任何的能分解出氫氣的碳氫化合物,例如天然氣、醇、或甲烷等,都可以分解出氫,但分解的產物中含有二氧化碳,也就是不那么環保了,所以最終在汽車上使用的燃料電池,都是直接使用氫氣作為“燃料”,最后排出的就只有水和熱量,沒有任何污染。

    但別誤會,這并不代表氫燃料電池就是“絕對環保”的,因為要生產氫氣,也是要通過分解水獲得的,換言之也需要用到電。所以只有通過用風能或者太陽能產生的電,也就是俗稱的“綠電”來生產的氫氣,才是真真正正的“0污染”。

    氫燃料電池其實也有好幾種類型,我們通常說的搭載在汽車上的,學名叫做“質子交換膜燃料電池”。它的的工作原理比較簡單,不十分嚴謹地概括起來,就是氫在貴金屬催化劑表面上分解出電子和質子,質子通過交換膜到達電池的陰極側,而電子則在外部電路中移動產生電能輸出,用來驅動電動機工作。在陰極一側,質子、電子與空氣中的氧氣在貴金屬催化劑作用下結合生成水。

    這里面的核心技術,就是質子交換膜和兩極的貴金屬催化劑了。但這并不是普及氫燃料電池車最大的障礙。

    那真正的障礙是什么呢?

    從技術角度來說,生產氫氣并不難,真正難的是氫氣的儲存、運輸方面。這個儲存,包括了車上的儲氫罐,以及加氫站的存儲設施,而運輸,則主要是指從工廠到加氫站之間的運輸。

    不久之前,中國工程院院士陳學東在一個論壇上演講時表示,能承受70MPa壓力的Ⅳ型車載高壓儲氫瓶以及瓶口組合閥技術,我們國家還未完全掌握制造技術,用于高壓氫氣公路運輸的大容量Ⅳ型管束瓶,我們國家也還沒研發出來;車用燃料電池空壓機、氫氣再循環泵等也存在“卡脖子”問題,很多關鍵技術還是掌握在外國企業的手中。

    “卡脖子”的問題,其實也意味著成本難以降低。當然了,目前加氫站的數量太少,建設成本過高,也是影響氫燃料電池車普及的重要因素。

    在長城前幾天的氫能源發布會上,長城雖然表示已經實現了“電堆及組件、燃料電池發電及組件(控制器等)、Ⅳ型儲氫瓶、高壓儲氫閥門、氫安全、液氫工藝”六大核心技術和產品的知識產權完全自主化,并已完成了全產業鏈核心技術布局,但離真正的大規模量產還需不少時日。

    按照長城汽車的規劃,2021-2025年開啟氫時代,聚焦氫示范;2025-2035年發展氫經濟,開放氫生態。

    但比較“尷尬”的是,近年來三元鋰電池,以及固態電池技術的進步越來越快,如果此前蔚來的計劃能如期實現,2022年將會推出150kWh的固態電池,到時候蔚來旗下幾款車型的NEDC續航里程將超過1000km。而且其他品牌此前也聲稱有計劃推出搭載固態電池的純電動車。

    所以照此推算,可能到了2025年,大容量固態電池技術已經較為成熟,并且逐步普及。到時候純電續航里程達到1000km的電動車可能不再是少數,大功率的超高速充電技術可能也開始普及,使得充電速度大大縮短。

    到時候,目前氫燃料電池車補充燃料快(加滿小于5分鐘)、續航里程長(約800km左右)的優勢,可能就不如現在這么明顯了。而加氫站的建設也取決于國家扶持力度和各種技術的發展,按照目前的規劃來看,到時也遠不如現在加油站數量多。

    雖然現在日本、韓國都在大力發展氫燃料電池車,豐田的Mirai、現代的Nexo都已量產,奔馳寶馬也計劃推出氫燃料電池車,但氫燃料電池車最終能否大規模量產走入平常百姓家,完全取代搭載鋰電池或者固態電池的電動車,還真的是未知之數。

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