新势力崛起 氢动北京车展

腾讯汽车 张少华

在本次北京车展,丰田、本田、现代以及上汽等公司不约而同的竞相展示自己最新研制的氢燃料电池车型,成为近80辆新能源展车中的一道亮丽风景线。

前几天一则《美军宣布成功将海水变燃油 已让飞机上天》的新闻,被一网友毫不客气的斥之为“不是小编骗我们,就是美军骗经费”。

但看了北京车展的众多氢燃料车型,让桃然之父坚信“海水变燃油”的真实性。

在本次北京车展,丰田、本田、现代以及上汽等公司不约而同的竞相展示自己最新研制的氢燃料电池车型,成为近80辆新能源展车中的一道亮丽风景线。

张少华:新势力崛起 氢动北京车展

让我们再回头看《美军宣布成功将海水变燃油 已让飞机上天》的新闻报道,“研究人员成功地从海水中提取出二氧化碳和氢气,转化为一种碳氢化合物液体燃料”。

这一转化模式,就是氢燃料的制取和应用,并不是什么新鲜事。

科学家早就指出,通过电解水等手段可以获得氢气,为交通工具源源不断的提供燃料。

如果氢燃料再结合燃料电池使用,那么就锦上添花。

氢燃料电池汽车的本质在于通过氢燃料中的氢氧电化学反应来产生电力驱动,能量转化率高达80%,无燃烧、排放少。其基本原理是电解水的逆反应,把氢和氧分别供给阴极和阳极,氢通过阴极向外扩散和电解质发生反应后,放出电子通过外部的负载到达阳极。直接将化学能转换为电能,效率可以高达50%以上。

并且氢燃料电池汽车排放的只有纯净的水,避开了氢燃料用于传统内燃机依然存在尾气污染的弊端。使用氢燃料的活塞式内燃发动机,采用较高压缩比,燃烧温度高,空气中的氮气与氧气发生反应生成毒性超过CO近40倍的NOx。

氢燃料电池汽车优势颇多

与纯电动汽车同为电力驱动的氢燃料电池汽车,在抛弃了内燃机、离合器、传动轴、散热器、排气管等传统汽车零部件的基础之上,进一步抛弃了笨重而又不太可靠的动力电池,因此不用担心报废电池对环境的污染,用户亦不用担心诸如“电池燃烧”、“高压漏电”和“电磁干扰”的问题。

氢燃料电池动力装置除了民用,还有极大的军事意义,正如美国研究的那样,可以利用海水制氢获得燃料,从而摆脱倘若燃料补给不及时则将严重影响舰艇行动的制约。

并且在能源补充方面,燃料电池汽车更有便捷的优势。在加注燃料后,燃料电池汽车续驶里程几乎是蓄电式电动汽车的数倍,且加注燃料的时间仅为数分钟,而蓄电式动力电池在慢充状态下,充满电一般需要8个小时左右。据报道,氢燃料电池汽车加注一次氢燃料,最快只需3分钟,已经可以同传统汽车的加油时间相媲美。德国慕尼黑林德技术中心创新部的负责人Andreas Opfermann透露,根据司机的驾驶习惯和道路条件,燃料电池汽车现在已经能够在一次加注氢燃料之后连续行驶400km~750km,并且其驾乘感受与传统能源汽车更为相似。比起纯电动汽车来说,氢燃料电池汽车更能胜任长途出行,而非城市短途。

而且氢燃料电池汽车电源系统约为316wh/kg的总能量密度,远远高于纯电动汽车锂电池系统100wh/kg的能量密度。动力电池目前还存在着能量密度低、安全性尚待提高等诸多瓶颈。

与此同时,逐年下降的燃料电池成本也为其商业化推广带来一线曙光。比如,英国“ACAL能源公司”、丰田汽车公司通过改进设计或者寻找替代铂金的催化材料,成功大幅度削减了氢燃料电池的成本。据估计,随着科技的进步,到2025年时,燃料电池汽车的价格可能降至20000美元~25000美元。

氢燃料的来源是多方面的。可以从石油、煤炭、天然气中制取,并能在这些不可再生资源走向枯竭之后,从水中获得,且在利用后又重新以淡水的形式回归到江海河流中。另外,在采取电解水的方法制取氢燃料时,所同时产生的氧气将散发到大气中,将有利于人类健康。

除了通过电解水制取氢燃料,还可以从生物能、水电、太阳能、风能、地热能等再生能源获得,环保效果显著。在利用再生能源时,比起纯电动汽车来说,氢燃料电池汽车在整个燃料生产、供应环节,总体上排放的二氧化碳要少得多。

因此,推广氢燃料电池汽车有望彻底解决全球能源短缺和环境污染的问题。

各方看好氢燃料电池汽车

俄罗斯科学家曾经指出,地球上所有车辆的功率总和要大于地球上所有发电站的装机功率总和,因此不要指望大规模推广电动汽车,并依靠这些发电站来给汽车充电。

而德国科学家认为,纯电动汽车和氢燃料电池汽车可互为补充,但是从长远来看,氢燃料电池汽车的作用将显著增长。氢燃料电池汽车或许是未来5000年公路交通工具的最佳解决方案。

美国专家则表示,如果纯电动汽车的价格和其带来的经济效益不能吸引顾客,那么它们势必将不会流行起来。

汽车公司的掌门人,英雄所见略同。丰田汽车公司的执行副总裁内山田武说,“由于在续驶里程、价格成本和充电时间等方面的不足,纯电动汽车将永远不会完全取代传统汽车”。而沃尔沃汽车 公司前总裁、CEO雅各布则表达了类似的观点,“如果你的手机电池电量不足,你将会感到沮丧。如果这样的事情发生在拥堵道路中的纯电动汽车之上,那么情况会更糟糕。我不认为纯电动汽车前景巨大,虽然有其优势,但不会大面积普及”。

对决时刻即将来临

2015年,氢燃料电池汽车与纯电动汽车的巅峰对决即将来到。

多年来,在政府的大力扶持之下,欧美日都在大力发展氢燃料电池汽车,对燃料电池汽车开发与推广制定了时间表,其商业化的脚步愈来愈近,齐齐剑指2015年左右。

前几年,日本经济产业省就提出了到2010年日本使用的燃料电池汽车要达到5万辆;2020年达到500万辆;到2030年全面普及燃料电池汽车的战略目标。英国政府则计划2030年之前使该国的氢燃料汽车的保有量达到160万辆,并在2050年之前使其比例达到30%-50%。英国宣布氢燃料电池汽车发展计划,以推动相关技术的研发,打算从2015年起实现氢燃料电池汽车本土化生产,并计划耗费4亿英镑到2030年建立起1150座氢燃料加注站。

早在十年前,多家汽车公司发布消息称其新开发的氢燃料电池汽车经过长途测试并取得成功,此后一直在通过国内国际合作来实现大幅消减成本、促进氢燃料汽车研发实力的目的。

2002年,丰田和本田首次推出了制造成本高达1亿日元的氢燃料电池车,但丰田表示将从2015年开始推出500万日元左右(约合51000美元)的量产版FCV-R氢燃料电池车型。2009年7月日本8家能源公司成立了氢燃料汽车联盟,统一标准联合开发氢燃料电池汽车加氢站等设施,从源头解决氢燃料来源和燃料加注网络两大瓶颈,力争到2015年使氢燃料电池汽车的氢气供给进入商业化阶段。按照丰田和本田的计划,2015年其研制的氢燃料电池汽车的年销量将突破1000辆。

大众汽车公司则制定了“适用于日常使用,不受动力源限制以及价格对于一般私人消费者可以承受”的氢燃料电池汽车发展长期目标。而自1994年以来在燃料电池汽车方面的投入已超过20亿美元的戴姆勒公司,下一代燃料电池车有望在2015年亮相。

2012年6月日本联合汽车制造业巨头在美国华盛顿举行讨论氢燃料电池汽车取代传统能源汽车长远方案的氢燃料电池汽车峰会,并力争大幅降低燃料电池车的技术成本。该年10月丰田、本田、日产以及现代四家日韩厂商在丹麦首都哥本哈根与北欧组织签署了氢燃料电池电动汽车谅解备忘录,2014年~2017年期间向挪威、瑞典、冰岛及丹麦等北欧国家引入燃料电池电动车,并建立加氢站等基础设施,携手合作推广氢燃料电池车。

2013年以来丰田汽车与宝马、戴姆勒与福特日产、通用与本田不约而同的宣布合作开发燃料电池汽车,3月份韩国现代汽车甚至宣布实现了量产氢燃料电池车,在蔚山工厂举行氢燃料电池电动车量产仪式,正式生产途胜ix氢燃料电池汽车,准备在2015年之前在全球出售。宝马将利用丰田的燃料电池车驱动总成和氢燃料贮存技术在2015年前推出氢燃料电池汽车,并将于2020年左右实现批量生产和上市。戴姆勒、福特、日产希望,通过三方合作实现规模效应来降低生产成本。预计2017年,把批量生产的燃料电池汽车车型投放市场。此外,我国上汽也计划于2015年实现小批量生产氢燃料电池汽车。

“从来只有新人笑,由谁去管旧人愁”。倘若氢燃料电池汽车风云突起,那么踽踽而行多年却没有较大突破的纯电动汽车,届时可能将面临着极大的竞争压力。

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