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爱驰向“丰田们”发起挑战

每日汽车

显然,氢燃料燃料电池电池技术路线需要被重新审视。至于爱驰正在开发的甲醇重整氢燃料电池汽车是不是氢燃料电池汽车更好的替代品?或者能否激活一条甲醇氢能的能源链条?这些无疑需要更多时间去回答。

日前,中国科学院杨裕生院士向氢燃料电池汽车“开炮”,他特地撰文表示,“氢能的获取,有限度、有难度,并不是那么‘轻巧’。科研人员应该在这方面多做些实事求是的分析,而不要炒作和鼓噪,以免误导公众。”用媒体的话来说,杨裕生院士此文是狠批“氢能是终极能源”的命题不成立,目的是给日渐升温的氢燃料电池汽车市场降降火。

单独看此次风波,它更多的是一次口水战,对产业并无实际意义。但如果把以下这个事件与之结合起来,那就有意思了。

电池,爱驰汽车,爱驰U5

在上个月结束的2019年进博会上,爱驰汽车宣布与丹麦蓝界签署战略协议,并携手山西高平共促甲醇氢燃料电池技术的产业化落地,同时对媒体开放即将投产的甲醇重整制氢系统。表面看这是三条无足轻重的新闻,但其实蕴含了一个重要信息:在现有新能源战略路线的基础上,甲醇重整制氢这一技术路线将正式登场。

而且,甲醇重整制氢技术的出现也在告诉我们,氢气不仅可以“由外压注”到车内氢气罐,还能在车内系统生成。相较氢燃料电池汽车产业运氢难、加注难的痛点、难点,甲醇重整制氢技术的突破可以说具有划时代意义,它为“氢能汽车”重新指明了一条方向,于是,一条清晰的战线被拉开。

是的,如果说以丰田为首的国内外车企们正在执着于培育氢燃料电池汽车产业链,那么新势力爱驰汽车正另辟蹊径,意欲开辟甲醇制氢燃料汽车产业链。在对未来汽车技术路线的争夺上,爱驰向“丰田们”发起了挑战。

甲醇燃料:陌生的熟人

目前汽车主要用的源料是汽柴油和液化气,而说起甲醇(CH3OH)燃料,很多人会感觉陌生,它具有酒精味,燃烧后的产物是二氧化碳和水。相比汽柴油燃烧后产生的一氧化碳,以及碳氢化合物、氮氧化合物等,甲醇就显得“单纯”的多,并不会产生有毒、有害物质。

另外,醇燃料作为液化燃料,其储运、分配、携带、使用都和传统的汽柴油差不多,且其原料来源丰富。这一点,恰恰是氢燃料所不具备的,氢燃料电池汽车市场始终难以打开,根本在于与之配套的产业链无法建立,或者说商业模式目前不成立。

一个直观的现象是,即便是在数倍于纯电动车的补贴下,氢燃料电池汽车市场亦难见明显起色。数据表明,今年上半年,国内氢燃料电池汽车累计销量1808辆,可以说是重赏之下也未见“勇夫”,这不得不让人反思。

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从最高的能源安全角度来看,甲醇也是一个不错的替代燃料。中国汽车工业协会副秘书长姚杰表示:“2018年我国石油对外依存度超过70%,天然气对外依存度超过40%,推广应用甲醇燃料和甲醇汽车对于改善能源结构,保障能源安全具有重要意义。”

所以,不管是从清洁排放角度,还是从能源安全、运输复杂程度,相较氢燃料,甲醇更适合作为替代燃油成为新型的汽车燃料。实际上,由于甲醇的这种特性,早在上世纪二十年代,甲醇汽油开始用作车用燃料出现在人们视野,因此甲醇燃料也可以说是一位陌生的熟人。

尽管甲醇燃料汽车有着近百年的应用历史,但甲醇重整制氢却是近十年发展起来的技术。而爱驰汽车此次对外公布的这套甲醇重整制氢系统,可以说是国内首个量产成品,用爱驰联合创始人兼总裁付强的话来说,爱驰汽车是国内,甚至全球甲醇重整制氢技术的先行者。

甲醇重整制氢技术通俗来说就是,在常温常压下将甲醇加注到油箱,甲醇燃料在重整器里面生成氢气,这些氢气随后进入电堆与氧气结合生成水,发出的电既可以用来驱动电机,也可以储存到动力电池里面。

不难看出,除了重整器那部分,在电堆里的化学反应就是我们熟知的氢燃料电池汽车的能量转化过程。有人会说在重整器那部分反应是不是多余:能直接加氢,干嘛还要加甲醇,然后再做个转化,这不是多此一举吗?

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这个质疑有其道理,但是忽略了一个核心问题,氢燃料电池汽车为什么难以推广,根源在于制氢、运氢和加氢困难。就拿加氢这个过程来说,它不仅需要耗费上千万开设加氢站,车内还背负着几个高压氢气罐,成本和技术问题,都让氢燃料电池汽车推广的商业模式很难建立。

所以,爱驰的甲醇氢燃料电池技术里面的重整部分,不仅不多余,甚至是这项技术的核心部分,它消灭了氢燃料电池里氢气的制取、储存、加注等老大难问题,从“车外”集成到“车内”,从技术演变上来说,是一种进步的体现。

有意思的是,被爱驰入股的丹麦蓝界公司,大家只知道它为爱驰甲醇重整制氢系统提供重整器和电堆等核心部件,却不知其创始人是来自全球领先的氢燃料电池核心部件厂商巴拉德。换句话说,这位创始人已经放弃了氢燃料电池战线,并转投了甲醇重整制氢战线。

可执行的商业逻辑

相较直接在内燃机中燃烧,甲醇重整式的优点是高效。据爱驰副总裁吴畏分析,甲醇重整制氢主要有两次能量转化,重整和电堆,前者的效率在90%以上,甚至百分百,而后者仅有60%,所以整个系统效率在50%以上。爱驰这套甲醇重整制氢系统目前的效率仅有45%,依然比目前市面的内燃机效率高不少,因为是第一代系统,势必还有一些提升空间。

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另外就是寿命,爱驰汽车表示,这套系统的寿命是5千小时,可满足“几十万公里”的行驶里程,爱驰的目标是要做到一万甚至两万小时,届时寿命将更为可观。需要指出的是,这里的寿命实际上是某个部件的寿命,比如重整器,如果时限到了,而车主并不想换车,可以选择更换该部件即可。

在整车性能方面,据爱驰汽车的仿真数据,这套系统搭载18度锂电池(与电动版U5一样的模组),电堆发电功率为25千瓦,基本可满足高速120公里/小时的巡航。另外,在动力电池富电情况下,整车极速可达160公里/小时,馈电时可达120公里/小时(电堆发电直驱),基本上是目前普通电动汽车的动力水平。

至于续航方面,由于整个系统的效率不错,更重要的是可以直接加注甲醇,所以续航里程完全不用担心。根据爱驰汽车不同车型的规划,续航里程范围从500-1000公里,与目前内燃机车相当,比如爱驰德国子公司恭博旗下的Gumpert Nathalie,其续航高达1000公里,它也是全球首款搭载甲醇重整制氢燃料电池系统的电动跑车

记者查阅发现,目前的甲醇内燃机车的油耗大概在15升每百公里,而爱驰汽车透露其甲醇重整制氢燃料汽车目前的油耗为8升每百公里,差不多少了一半。随着以后系统的进一步优化,相信油耗还能进一步降低。

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有了这个油耗数据,我们再来算一个比较有参考价值的数据。2018年国内甲醇产量为5575.66万吨,同比增加25.52%,再加上进口的大概700万吨,也就是2018年国内甲醇净增大概6200万吨。假设一般私家车一年行驶2万公里,做如下计算:

20000/100*8=1600升,一辆私家车一年消耗甲醇量1600升;

6200*1000*10000/1600=3875万辆,去年甲醇净增量可满足3875万辆甲醇重整汽车使用。

当然,去年甲醇净增量不可能都来用作汽车燃料使用,但即便拿出10%(387.5万辆)来,也足以满足甲醇重整汽车初期发展的使用。如果以爱驰汽车甲醇重整系统生产基地山西高平来看,其甲醇年产量为30万吨,经过换算,也能满足18.75万辆甲醇重整燃料汽车的使用。

所以,不论怎么算,目前的甲醇产量,都足以支撑甲醇重整燃料汽车产业的启动和发展。另外,倘若确定了这一技术路线,那么甲醇产量势必会迎来大幅提升。

“中东是产油重地,也会富产一些甲醇,但因为卖不出去,还要花钱处理掉,所以毛利是负的,他们很乐于卖甲醇。我们算了一下,如果把这些甲醇弄到中国,其每吨成本仅需400到700块,所以甲醇未来是不会缺的,而是会非常多。”付强对甲醇燃料供给信心很足,“我觉得未来甲醇的价格不是问题,用户完全不用担心甲醇不够用。”

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另外,付强还透露,爱驰汽车正在跟中石油就甲醇燃料供给洽谈合作事宜,这意味着未来爱驰汽车所卖之处,中石油各加油站都会加以改装,配上甲醇燃料,以方便用户使用。相较加氢站动辄上千万的建设费用,加油站改“加醇站”仅需10万元左右,这就大大降低了甲醇燃料的供给成本,为甲醇重整制氢汽车走入市场打下了坚实的配套设施基础。

加油站改加醇站方便,甲醇燃料又充足,甲醇重整制氢燃料电池技术又趋于成熟……目前来看,甲醇重整制氢燃料电池汽车这个能源链条并没有明显的短板,至少相对氢燃料电池来说,前者目前的可推广性更大。

如何冲破迷障?

电动车续航太短、充电太慢,氢燃料电池汽车氢气储存难、运输加注难,而甲醇氢燃料电池汽车似乎完美地解决了这两个技术路线存在的弊端。看起来,没有明显短板的甲醇氢燃料汽车似乎有着不错的前景。

尽管甲醇制氢燃料汽车看上去很美,可问题是,甲醇重整制氢技术是否足够成熟?是否准备好迎接残酷市场的挑战?

从国内外甲醇氢燃料电池的发展历史来看,技术路径无疑已经打通。国外一些公司已有部分技术积累,国内对此类技术的掌握和持有相关产品,目前还处于工程化建设阶段,除需要解决量产、降低成本等问题外,特别需要重视的是提高产品可靠性和一致性等问题。

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从爱驰这套甲醇制氢系统来看,其目前尚处于第一代,尽管已经仿真验证、台架测试,但整车终究没落地,更没有量化,所以其可靠性是未知,这一点毋庸置疑。还有一个硬伤是电堆发电功率只能做到25千瓦,这意味着在馈电情况下进行再加速会比较吃力。

另外就是成本,据吴畏介绍,爱驰第一代甲醇重整汽车的售价与其电动版相当。以爱驰U5为例,其补贴后预售价为19.79 ~ 30.21万元,因为甲醇重整制氢汽车的直接竞争对手是传统内燃机车,以及日系的HEV车型,所以这个价格并不低。

技术尚不够成熟,售价又比传统内燃机高不少,除非甲醇燃料价格非常有竞争力,否则有多少消费者会为了绿色信条来选择甲醇汽车呢?丰田在更复杂的氢燃料电池技术上耕耘数十年才小有所成,爱驰选择这条路势必也难言轻松。

另外一个大背景是,甲醇政策的灰暗。原机械工业部部长何光远认为,甲醇推广应用之所以不理想,除宣传引导力度不够外,陈旧规章制度的制约、相关政府部门滞后的响应也是重要原因。他表示,整个协调机制仍存在诸多方面的掣肘。

在中国,没有政策,就什么都没有。何光远补充说,“无论是政策上还是资金上,如果我们能拿出像支持‘电动汽车’十分之一、甚至百分之一的力度,来支持甲醇汽车试点,我估计情况会比现在好很多。”

显然,缺乏政策支持是此前甲醇产业难以展开的最大障碍,至于以后是否还是,目前来看有转机显现。

日前,《关于修改〈乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法〉的决定(征求意见稿)》意见征求阶段正式结束,其中“新版双积分修正案”的主要修改内容之一,即“修改了对传统能源乘用车的定义,将能够燃用醇醚燃料的乘用车纳入考核。”

这表明,甲醇汽车等醇醚燃料乘用车将正式被纳入“双积分”的考核范畴之中,这也意味着,“新版双积分修正案”的落地或将为甲醇重整制氢汽车的市场化带来全新的发展机遇。

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爱驰向“丰田们”发起挑战,有人会说,这不是以卵击石吗?表面来看,确实如此,但辩证来看,爱驰并非没有PK的筹码。这就要回到开头所说的杨裕生院士对氢燃料电池汽车的“开炮”,他只是个例吗?

截止到现在,全球氢燃料电池汽车累计销量大概在2万辆,与新能源汽车累计约5百万辆的销量相比,氢燃料电池汽车的推广可以说微乎其微。仅仅从经济学来看,一个目前全球年销不足万辆的工业品,岂可言之凿凿称未来?

这个“未来”很未来,相信杨院士的“开炮”也绝非个例。

显然,氢燃料电池技术路线需要被重新审视。至于爱驰正在开发的甲醇重整氢燃料电池汽车是不是氢燃料电池汽车更好的替代品?或者能否激活一条甲醇氢能的能源链条?这些无疑需要更多时间去回答。

来源:每日汽车

本文地址:https://www.d1ev.com/news/shichang/105625

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