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有生之年,我们看得到燃料电池车的普及吗?

来源: 童济仁汽车评论  作者:
2020-08-27 08:22:09
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  我们选择停留在纯电路线,还是转向氢动力路线,并非不可交融,在不同的阶段还会有不同的答案。有时候,可能就是水到渠成的事情,因为历史的一切都将是最优的选择。

  最近,刷到一个有趣的问题。

  未来,在新能源汽车领域,究竟是电能,还是氢能的天下?

  多年以来,我们似乎并没有怀疑过,氢能会是新能源的终极解决方案。

  在诸多推演动力路线的论文中,也愿意将氢能放在终点的位置,之前的过渡期则是纯电驱动。

  即便看政策指引,我们也没有仅仅押赌某一条路线,而是多线并行。

  氢燃料电池一直都在补贴之列,插电混动和纯电动车型亦欣欣向荣。

  这个世界并不是“非黑即白”,多元共存将是常态,但会有主有次,而且因时而变。

  我们姑且可以站在当前的潮头看,谁更有机会占据未来的主流。

  新能源一哥之争

  我们在《内燃机之生?》中提到一个观点:新能源已经分出了阶段性的优胜者。

  各大全球车企(尤其是丰田和大众)陆续坚定了电动化战略,纯电动的技术路线正在被全面认可。

  大众在下一阶段的关键词是“MEB平台”,ID.3能否成为“纯电动时代的高尔夫”,这几乎是一场赌局,但大众没有退路,必须占领新高地。

  丰田凭借混动技术,在当年以美国加州为圆心的油耗大战中脱颖而出,后来,又决心跳过纯电技术,朝着氢燃料电池跨越,但目前折回了纯电路线。

  回头一望,这个世界正在为电动车而兴奋。特斯拉的股票市值疯狂追高,稳坐行业第一,是一个最典型的例子。

  中国市场是“关键先生”,其市场导向也影响了全球车企的战略决策。

  纯电车型“香饽饽”,燃油车电气化,并在动力体系中长期共存,而氢燃料电池车型从未放弃,但落地量产却也茫茫远。

  俨然,关于新能源一哥之争,纯电车型明显盖过了氢燃料电池车型的风头。

  氢能是未来,但只是未来吗?

  氢能那么美好,热值相当高,燃烧排放后只有水,看上去真的是“完美燃料”。

  我们认为,世界上已经发生了2次能源革命:第1次是煤炭取代木材,第2次是石油取代煤炭。

  第3次被认为是氢能取代石油。

  氢能的载体是氢气,这仍然是一种“燃料思维”。

  那么,就需要和汽油或柴油一样,考虑制取、运输及加注的过程。

  氢气并不是自然界随处可见的,需要制取,但必须面对能耗与污染的原罪考验。

  1. 工业副产品制氢,比如焦炉气中富氢,提纯后可以使用。但既然是副产品,未必可以大规模供应,况且提纯本身也是需要成本的。

  2. 电解水制氢,在高中化学课上接触过,对于电能的消耗是巨大的。

  3. 化石燃料制氢,也就是将煤炭、石油、天然气通过某种手段转化为氢气,但这些本来就是宝贵的不可再生资源。

  4. 甲醇甲烷制氢,原材料可能来自于生物发酵。

  目前,如果想大量供应氢气,还是得依靠化石燃料,或者,使用大量电能。

  但很显然,如果在源头摆脱不了化石燃料,或者大量用电仍然是火力供应,很难说氢能真的“洁净”,又经过几重效率转换,比起直接燃用化石燃料或者用电驱动,实际效率也未必更高。

  氢气作为一种燃料,仍要考虑从生产端到消费端的运输问题。

  不可否认的是,在实际中,液体燃料更容易运输。常言道“水无常形”,所以,液体燃料既可以适应各种罐装的形状,也有可能利用管道远距离运输。

  相反,气体是最难运输的。由于氢气的体积密度小,更需要进行高压液化,泄露风险也更大,相应的,运输成本也是一笔巨大的支出。

  真正来到消费端,还需要建设加氢站。这是一个从零开始建设的氢能网络,要达到像加油站那样的覆盖面,必须持续投入大量资金。

  纵使氢能代表了未来,但在抵达未来之前,却还有无数的困难需要克服。

  现阶段,有一种制氢用氢的路线正在被重视,“甲醇制氢,即制即用”。

  遵循的关键原则:液态形式是能源的最佳载体。

  相当于,在制取端、运输端,我们所制取、所运输的,不再是氢气,而是甲醇,难度与成本降低很多。

  而且,“甲醇加注站”可以在现有加油站的基础上进行改造,简单到可能就是汽油罐换成甲醇罐的事情,比起氢能网络,又可以剩下一笔钱。

  “即制即用”的意思,就是将氢气的产生归入消费端。在这样的用车场景下,向车载储料箱加注液体甲醇,甲醇与水在催化后产生氢气,再进入氢燃料电池系统向电机供电,电机驱动汽车行驶。

  这一套过程行云流水,等同于在车内加装了一个微型制氢装置。

  但细细分析,我们也必须挑破另外一个事实。车内这套系统很复杂,在效率转化上又增加了一个环节,甲醇变成氢气,氢气产生电,电能再驱动电机,环节一多,效率肯定有所损失。

  毕竟,甲醇可以在汽油机中被点燃,也可以在柴油机中被压燃。也就是说,甲醇内燃机是存在的,直接当燃料用,香不香呢?

  况且,甲醇怎么制取呢?目前,想要大规模制取,仍有赖于煤制甲醇,很显然,底子仍然是化石燃料。

  纯电动打破瓶颈,逆天改命?

  其实,新能源欣欣向荣的背后,是我们讲到的能源安全问题。

  如果有机会在能源上做到自给自足,那就不会被别人扼住咽喉。

  我们国家的能源现状是“富煤少油”,煤炭资源值得好好利用起来,之所以仍以火力发电为主,也是因为这是成本最优的选择,而且可以持续供应煤炭。

  大家对于火力发电,总是有些“谈虎色变”,认为其污染大、效率低,但今时不同往日,电力本身也在不断进步。纵使燃煤有污染,在电厂很适合集中治理,再不是黑烟滚滚的景象。

  而且,我国最大的优势在于基建能力强,电网系统可以穿山过河,铺设到人民需要的各个地方。纵使遇到重大灾害,我们的电网系统也可以迅速恢复。

  获取电能,对于我们而言,可能是更容易的。相比于石油,“煤生电”在能源供给上更安全。

  所以,电能更加适合我们的能源体系。但是,我们从没有放弃过氢能,只要氢能的获取成本更低,能源效率更优,仍有机会开启新的时代。

  日本的情况则不同。

  这是一个无法自产能源的国家,无论是煤,还是石油,都需要进口。所以,他们希望发展核电,完成能源替换,但福岛核泄漏事件,让核电的进程戛然而止。

  而氢能则是取代核能的新方向。通过一系列战略与法案的颁布,日本明确提出加速建设和发展“氢能社会”的战略方向,并将氢能社会的构建分为三个阶段:到2025年扩大氢能适用范围,到2030年全面引入氢发电和建立大规模氢能供应系统,从2040年开始全面实现零排放的制氢、储氢、运氢。

  所以,可以理解了,相比于纯电路线,日本车企更加坚持氢动力。只是,当前又再折回于纯电路线,一是全球大势所趋,二是氢能普及实在太难了。

  但毫无疑问,目前日本拥有全球最多的加氢站,他们也没有放弃。

  从结构上看,氢燃料电池汽车的本质是一台电动车。其中,氢燃料电池起到了增程器的作用,可以解决纯电续航里程短的问题,而且加氢更快,所以电动车补电也更快。

  不过,时代在发展,纯电动车的短板问题正在被补齐。电池能量密度在提升,续航里程越来越长;充电桩也在快速普及,快充模式的体验也很好,所以,补电也不是问题。

  当充电桩也被纳入新基建的时候,我们有理由相信,电动车该担忧的事情越来越少了。

  未来十年里,能源一定是多元共生的状态,但主次还是会有所区分的。电动车在未来十年会逐渐从“又不是不能用”过渡到“能用”,而燃料电池汽车的目标则是从“不能用”变成“又不是不能用”。大家比赛的是谁“能用”的步伐更快,谁先能攻破大规模应用的核心难题。

  在不同的场景下,总会有最优的选择。纯电动汽车无疑是可预见时间里的阶段性胜利者,而理论上更有优势的燃料电池汽车同样也不应被放弃。

  本文由长城网汽车频道内容合作方“童济仁汽车评论”授权转载。

关键词:燃料,电池车,普及责任编辑:刘复宁