燃料電池為何得不到市場的普及,如果是這個世界錯了呢?

2020-12-06 Auto君子

日前,在清華大學召開的氫能產業發展創新論壇上,北汽集團總經理張夕勇透露,面向2022年北京冬奧會,北汽正在開發續駛裡程超過450公裡的第四代氫燃料電池客車,以及續航裡程超過350公裡的第二代氫燃料電池物流車。

與之相關的另一則新聞是,《日本經濟新聞》報導稱,日產宣布暫停與戴姆勒及福特合作開發燃料電池車的計劃,將力量集中於發展電動汽車。曾經備受熱捧的氫燃料電池技術,似乎在其大本營日本遭遇了發展瓶頸。

目前包括日本、韓國、美國以及中國在內的許多國家都將大型的燃料電池作為重點研發項目,但是為何在日常生活中我們卻很少能見到氫燃料電池車呢?要解析這個話題,我們首先要明白氫燃料動力和目前大行其道的主流三元鋰電池為動力的EV車型有何不同。

和純電動汽車一樣,氫燃料電池車也屬於新能源車,其通過車載氫與氧的化學反應提供電能以驅動汽車。相比需要大容量動力電池的EV車型,氫燃料動力不需要佔用空間和自重巨大的動力電池組、燃料補充更加快捷(3分鐘即可完成燃料加注幾乎和燃油車一樣),作為原料的氫和氧也屬於非常易獲得的二級資源,由於目前的電力來源相當大的一部分仍舊是燃煤發電,所以氫燃料電池顯得更為環保。

但是氫燃料動力也並不完美(否則現在路上也不會是動力電池的天下了),首先是氫燃料電池的結構複雜、技術門檻高,這也間接的導致了氫燃料電池車的終端售價很不友好,目前最成功的量產氫燃料電池車豐田Mirai在北美的售價為57500美元(約合37萬人民幣)。此外氫燃料的儲存和使用條件也非常苛刻,目前還沒有那個國家完成了大面積加氫站點的建設,不足以支撐氫燃料電池車的大規模投放市場。

儘管還有著這樣那樣的問題,小編依然認為氫燃料汽車(FCV)將會是未來新能源出行的最終模式。為什麼不是現在大行其道的純電動力呢?因為從短時間來看(20至30年內)動力電池的價格、能量密度及使用壽命的問題完全沒有能夠被解決的趨勢,即使有朝一日這些問題能夠得到解決,但是充電時間長、對電網衝擊太大是永遠解決不了的。

一輛只能跑500公裡的純電動轎車,即便以目前最快的特斯拉超級充電模式來例證也要75分鐘才能充滿,這種極快的充電方式不僅對電池極其有害會縮短壽命,需要的電流更高達192A(前40分鐘用192A充滿80%,後35分鐘需要絹流模式來涵養電池)。

目前國內汽車保有量大約為3億輛,而新能源車型(包括插電混動及純電動力)截止2017年保有輛僅為340萬輛佔比為1.2%,按照2025年新能源車佔比要達到25%的產業規劃,在純電動力車大量普及之後這種極為誇張的充電電流會直接拖垮整個電網,因為一臺特斯拉極速充電模式的192A相當於家用40臺壁掛式空調!如果電動汽車大規模普及,可能現有發電規模翻上十倍都供不上,現有的電網規模會瞬間崩潰,所有的戶外輸電線變電站都要更換升級。

此外純電車型充一次電最快也要30至40分鐘,作為純電汽車的主要需求地區,一線城市的尖峰時段燃油車都需要排長隊來加油,如果全換成電動車又會是怎樣的一番情景?所以動力電池模式的未來長遠發展幾乎是一個死局。

回過頭來看,氫燃料電池雖然依舊面臨這這樣那樣的問題,但都不是無法解決的硬傷。氫燃料電池的使用成本乍一看似乎比動力電池貴不少,但動力電池是有使用壽命及衰減的;而氫燃料電池則幾乎沒有。以豐田的FCV為例,使用的是「電解質薄膜」燃料電池技術,簡單就是說是利用氫氣跟氧氣化學反應過程中的電荷轉移來形成電流,除了催化劑使用鉑金外,沒有任何的消耗物,鉑金本身也不消耗,這個「電解質薄膜」燃料電池壽命比車輛的使用周期還長。

而且,豐田的Miari最大的突破是成功降低了鉑金的使用量,在未來的Miari2代時還能進一步降低鉑金的使用量,從而大幅拉低燃料電池的成本。基本上,FCV除了那2個700個大氣壓的儲氫罐需要定期安檢和長使用周期需要更換外,沒有其他的重置成本,而且豐田也展望未來儲氫罐的成本還能繼續下降,而為了普及氫燃料電池技術,豐田非常明智的無償提供5680項燃料電池系統相關專利(包括正在申請中的專利)的使用權。

總結:在解決了生產成本難題之後,相關的基礎配套設施只要能夠有序的跟進,FCV車型因為沒有內燃機,沒有變速箱,除車輪軸承和空調外無任何機械摩擦,壽命極高,維護簡單、燃料補充快捷,未來是否會取代純電EV車型成為主流也猶未可知。所以小編以為氫燃料動力汽車才是最用前途,汽車動力的最終形態,他不僅僅代表的是環保、超高的可靠性、無低溫之慮,更代表著總使用成本更低的普及趨勢。

相關焦點

  • 為何氫燃料電池無法普及?
    0汙染 氫燃料電池的排放物只有水,而且是純淨水(外國曾經有媒體直接喝排出的水)。如果再考慮製造環節,氫燃料電池車甚至比純電動車還環保。跟電池相比,氫燃料電池的體積重量都要小得多,而且續航裡程也高得多。能量補給速度快 現在電動車就算快充,最少也還要一個小時才能充滿電。
  • 燃料電池為什麼不普及
    不過受制於技術難度,以及高昂的普及成本,燃料電池汽車一直被其它環保汽車壓著一頭。全球範圍內,純電動車已經有了不小的市場,而豐田的混動汽車,早已走進千家萬戶。在實際運用上,燃料電池已經落後。   拋開成本不說,燃料電池汽車如何加注發電用的燃料就是個問題。目前,氫燃料電池車一個大問題便是如何加注氫氣。即使在美國大力發展零碳排放汽車、支持加氫站建設的加利福尼亞州,情況也不容樂觀。
  • 為什麼燃料電池很難普及起來?
    不過受制於技術難度,以及高昂的普及成本,燃料電池汽車一直被其它環保汽車壓著一頭。全球範圍內,純電動車已經有了不小的市場,而豐田的混動汽車,早已走進千家萬戶。在實際運用上,燃料電池已經落後。一座城市如果普及氫燃料電池汽車,對氫氣的需求量將十分巨大。需要多少個一天生產2.5Kg氫氣的加氫站,才能滿足一座城市的需求。況且在城市中,由於霧霾和高層建築的阻擋,陽光利用率會降低,加氫站還達不到每天2.5千克的產量。因此,目前本田的加氫站還是適合在地廣人稀的地區使用,在擁擠的城市,這樣的氫氣加注方案很難滿足需求。但恰恰是在城市,需要大量環保的新能源汽車。
  • 氫燃料電池車普及還需要多長時間?
    這一邊,是關於動力電池新能源車的補貼嚴重退坡,而另一邊,國家正在大力推廣氫能源,發展燃料電池車。舉兩個例子,第一,關於車的補貼,很驚人。市場上售賣的上汽邁克薩斯FCV80官方指導價為130萬元,但實際到手僅為30萬元——因為國家補貼了100萬元/車。如果你在上海坐機場大巴,那麼便有機會體驗它們。還有你可能會在路上看到一些電動的物流車,也有一部分是燃料電池車。
  • 不用充電還0排放的燃料電池車,為什麼車企不普及?
    其實還有一種電池存在,已經有小部分量產,只是沒有普及,這就是燃料電池。燃料電池簡直炸裂,它可以完美解決現在電動車的兩個致命缺點,續航和充電時間。● 續航能力可以超過燃油車豐田MiraiMirai此前憑藉續航能力 312 英裡( 502 公裡),在新能源汽車榜單中成功擊敗特斯拉 Model S 的 270 英裡( 434 公裡)續航。
  • 日本為普及燃料電池車 擬重審氫氣儲存罐材質標準
    為了普及作為新一代環保汽車的燃料電池車,日本經濟產業省正在探討重審氫氣儲存罐材質標準等,以便增設可補給燃料的」氫氣站」。  燃料電池車在行駛中不會排放尾氣,有望成為繼混動車、電動車後又一大環保車型,但燃料補給網的配備滯後成為課題。
  • 七夕節,看生物燃料電池車如何搶市場!
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    綜上所述,燃料電池堆與動力電池組是相輔相成的,氫燃料電池的概念本質為【化學發電增程器】。增程式電動汽車早已大量普及,比如混合動力綠色車牌的公交車和旅遊大巴都是增程車,區別無非是發電增程器選擇了「內燃機+發電機組」,利用消耗燃油為基礎發電;這種成熟的模式是真的可以節能的,因為內燃機與電動機的能量轉化率差距極大。
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    蓋世汽車訊 據外媒報導,在弗勞恩霍夫加工機械和加工技術研究所(Fraunhofer Institute for Machine Tools and Forming Technology,IWU),研究人員們正在研發製造燃料電池發動機的先進技術,以促進燃料電池發動機的快速、低成本連續生產。
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  • ...新能源汽車|氫燃料電池|氫能源|燃料電池|產業鏈|燃料電池汽車
    根據發展規劃,我國力爭經過十五年持續努力,新能源汽車關鍵核心技術取得重大突破、融合發展協調高效、產業生態健全完善,純電動乘用車成為主流,燃料電池商用車實現規模化應用,高度自動駕駛智能網聯汽車趨於普及,我國進入世界汽車強國行列。《技術路線圖2.0》則提出,至2035年達到節能與新能源汽車各佔50%的目標。
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    有什麼理由再進行多一次的能量轉化,產生很大的損耗去製造氫,然後再用氫去發電呢?很顯然這是愚蠢的做法,所以這種方式已經被淘汰了。【電解水制氫】是唯一的方式,然而燃料電池堆的能量轉化效率太低,或者說轉化的損耗非常非常大。
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    不僅雙雙躋身發達國家俱樂部,就連在我國引以為豪的新能源汽車動力電池領域,更是可與擁有十多億人口的泱泱大國並稱「中日韓」,松下、LG化學、SKI、三星SDI在世界範圍內,都不是「省油的燈」。 不僅如此,這兩國的氫燃料電池行業企業也相當厲害。數據顯示,2019年全球氫燃料電池汽車銷量第一的國家是韓國,其氫燃料電池的出貨量也高居第一達到了408MW。
  • 氫燃料電池真沒有未來嗎?未必,又一大品牌有了大動作
    56 萬輛的目標,進而將推出多款純電作品,在氫燃料電池發展上也同樣堅持,繼電動子品牌 Ioniq 的成立之後,也為氫燃料電池註冊了 HTWO 的子品牌名稱。現代規劃在 2022 年時,包含各等級在內的所有電能車款,預計會達到 10 款之多,而國內市場預計 2021 年開始就會更為積極的導入 Hybrid、純電 EV 等選擇,一者是因應潮流發展,一者也是呼應國內環保法規的趨勢。
  • 【聚焦】氫燃料電池汽車優缺點剖析
    豐田汽車公司已推出氫燃料電池汽車,並將在2015年上半年上市。2014年1月6日知名汽車廠商日本豐田宣布,面向其他廠商無償提供 5,680 項燃料電池相關的技術專利授權,包括燃料電池、儲氫罐、電池控制系統等方面的技術專利,豐田此舉是為推動以氫為主要燃料的電動車推廣和普及。
  • 全球氫燃料電池市場深度解析
    從目前的情況看,日本、韓國和中國對燃料電池的 整體投入最高,以豐田、現代為代表的燃料電池乘用車和固定式熱電聯供系 統以及氫能大巴、物流車的生產均處於全球領先;美國近兩年在製造方面增 速不如東亞國家,但加州作為燃料電池乘用車的最大單一市場仍然是整個產 業裡舉足輕重的市場;歐洲的燃料電池研發起步很早,近年來奔馳等傳統車 廠以及博世等一級供應商均已經開始進入燃料電池領域。
  • 成本太高,為什麼豐田不願放棄高氫燃料電池?
    在理想世界,讓同一輛汽車跑相同距離的路,氫消耗的燃料要少很多。因為汽車只需要裝備很少的燃料電池就足夠了,所以汽車會更輕,現在的電池還太重。氫燃料還有另一個優勢,添加燃料時比汽油更快。一是需求不高,二是供應問題,氫燃料難以普及,供應鏈也很脆弱。燃料添加站也不多,當中一些經常因為維護關閉。有時氫燃料供應還會中斷。目前的氫燃料主要來自化石燃料工廠,工廠將水分離成氫與氧,變成氫燃料。 除了上述原因,成本過高也是一個問題。現在的燃料電池仍然很貴,氫的價格約為每加侖16美元。之所以價格高,原因之一時提煉時需要用到催化劑Platinum,它很貴。
  • 氫燃料電池車優點多多,為何卻遲遲不引入國內?
    直至2014年12月15日,豐田FCV概念車基本完成了技術驗證,得名「Mirai」並在日本正式上市。與此同時,豐田斥資200億日元用於提高日本愛知縣工廠氫燃料電池和燃料箱產能,這筆巨資當時折合人民幣10.4億。
  • 氫燃料電池是最優選擇?我看30年後也未必
    早在十幾年的上學階段,我就被灌輸過氫能源具有環保性、可再生、能量密度大,被譽為新能源汽車的終極解決方案,是現階段最有研究價值的燃料電池,備受各國追捧。 最早的氫燃料電池可以追溯到上世紀60年代,我國最早的氫燃料電池在三十年前也已經出現。