乘用车离氢能源有多远?


一聊氢能源,总能想到日本。就比如在知乎上提到“氢”这个字,会搜到含有丰田、氢燃料电池、 Mirai等等的标题,只不过让我诧异的是,居然还有“弯道超车梦碎”这类虎狼之词。





倘若我们也点歪科技树走了氢能源路线,那才是弯道超车梦碎了,而日本外务省花重金在全球范围内明里暗里鼓吹新能源技术,就是要让全世界都走进日本所占尽先机的氢能源产业链,只是这一次日本的确失算了。


告诉你些数字,截至去年底日本已经大力推广了十余年氢能源汽车,丰田首款氢燃料电池车Mirai从出生到去年底一共卖了不到2万台,而去年一年日本纯电车卖了20万台——你没看错,日本人都是大猪蹄子,身体比嘴诚实多了。


我看到知乎一个大V把氢能源产业描述得非常到位,他说:每当锂电池的进步缓慢时,氢燃料电池技术就会提上日程;每当锂电池进步比预期快时,就没人理睬这项技术了。氢燃料电池是属于未来的技术,但它永远只属于未来!



为什么说氢属于未来呢?因为氢的确是终极绿色能源,一个小学生就懂氢分解式,简约、干净的公式仿佛同上帝的眼泪般清澈。但人活于世,但凡过了几次本命年都懂一个道理,美好的东西没办法唾手可得,甚至都是奢侈品,所以我们聊聊,为何氢能源想普及乘用车是天方夜谭。


日本为何重视氢能源?


2022年的数据,全世界范围内能源依赖占比中,石油占31%、煤炭占25%、天然气占27%(数据可能有少许差错,但大体正确),要知道其中各国对化石能源的依赖正在逐年走高,与新能源产业的发展同比增长。


一来一去你会发现,尽管全球高喊发展新能源产业多年,但至今为止没能逃过化石能源占比8成有余、新能源占比不到2成的尴尬境地。


与此同时日本又是什么样的国家呢?它们所有化石能源近95成依赖于进口,日本本土几乎没有什么产出,不光是化石能源,能用到NCM三元锂电池的镍、钴、锂都没有产出。你看,有需求,但没有资源、又不是五常、又没有政治话语权、又没有能源话语权,那么一向聪明的日本人怎会想不到用核能和氢能?



核能的优点不容置疑,能量密度高,在安全措施到位的前提下,核能可以帮助日本极大程度优化能源格局;氢能的优势也不容置疑,岛国的最大优势就是四面环海,电解氢只需要水,而地球表面77%都是水,仿佛世界都是日本的氢气电解源。看着遍地不要钱的能源,那句话怎么说来着?东京真是,富贵迷人眼……


最早追溯日本的氢能源发展,要从上世纪80年代说起,那时的日本早已将氢能源作为终极研发对象,但迫于后期的经济泡沫破灭和种种其他原因,氢能源汽车产业并没有得到大肆发展。直到2008年日本才推出正儿八经的氢燃料电池车计划,而同年比亚迪推出了第二代DM。


此时的日本坐拥核能优势,描绘出了一幅伟大的能源改革蓝图。


你看,抖音上流行这么一句话“高颜值+任何一项技能都是王炸,但若只有高颜值,只能好牌打稀碎”,核电匹配氢能是天作之合,但好事坏就坏在福岛。



2011年日本第一核电站福岛核电站在海啸摧毁下泄露,后期被评定此次事故与切尔诺贝利同等级,几乎是同时,这个事件让日本举国上下开始嫌弃核能,迫于压力日本几乎关停了所有核电站,甚至到去年为止,日本也就是谨小慎微的恢复部分小核电站的运作。


福岛核泄漏之后的2013年,氢能发展几乎被定为日本国策。或许此时你会问,既然核能与氢能是天作之合,日本在损失核能优势后为啥还要发展氢能源产业?第一,寸土寸金的日本清洁能源产业不多,不得不发展;第二,日本人手握着垄断级的氢能源相关专利,只有全球发展氢能才有红利(这下知道为啥日本外务省每年雇人在全球鼓吹氢能源了么)。


此时你又会问,为啥都国策了,日本卖的氢能源乘用车还是没有电车多?的确,日本在制定“国策”后,预计2050年全面普及氢能源汽车,政府也很应景地发放氢能源车补贴,甚至额度在10万人民币级别。



但好死不死,美国的特斯拉和中国的新势力根本不吃这一套,还没到2025年电动车就在几片大路上风生水起呈燎原之势,某种程度上讲,日本的懵和欧洲传统车企的懵在同一位面上,因为东西方汽车产业的规划和秩序原本握在他们手里,可却被几个不听话的孩子击破了。


从客观事实上讲,电动车已经在2018、2019那两年实现趋势上的认可和统一,彼时的日本车企眼看大势已去都做了什么呢?丰田宣布开放氢燃料技术专利(跟近期ASML低价抛售中端光刻机一个道理)、日产终止与戴姆勒集团、福特集团的氢能源合作计划、本田宣布放弃氢燃料电池路线……


日本十多家握有绝对氢能源专利优势的车企本是一个联盟,带头的三位大哥纷纷解甲归田,可见它们对于氢能源的愿景和信仰有多不堪一击。可笑的是,海平面这端的我们,居然还对氢能源普及抱有短平快式的期许。


氢能源乘用车,百弊一利


清洁、纯净,易爆、易燃,是上帝之泪,也是撒旦之镰。围绕氢能源,大伙首先会想到安全。对于高压液氢而言,储存转运都是危险环节,而核心是高压。


你家的高压锅是0.08MPa,邻居家高压锅崩飞的一幕你见过吧?家用天然气0.2MPa,天然气出租车背的天然气罐是2MPa,出事故的场景都听说过吧?高压氮气瓶10MPa,倒地了心里慌不慌?没错,氢气需要70MPa,不出事故则是上帝之泪,出了事故就是撒旦之镰。



丰田也用小手枪打过氢气罐,用来彰显其安全性。但你不知道氢气罐周围是一层凯夫拉装甲,在此装甲面前,手枪的单点动能完全不足挂齿,但若是吨位更大的两车相撞场景呢?说得直白点,RPG的确打不透99式主战坦克的装甲,但砸下来另一辆坦克,就是另一种毁伤状态。世界上根本没有完美的产品,宣发层面总会有避重就轻,所谓王婆卖瓜,自卖自夸,不然怎么赚钱。


在氢能源储运环节,围绕它的基础设施建设也需要安全成本。氢气活性十足,爆炸极限是4%~75%,空气中氢含量处于该区间,遇明火即爆炸(浓度越高越爆炸越烈),那么在基础设施建设的设计阶段,该如何做到完美选址?放在天然气站和油站旁让百姓便利?重新在市区开发高密度的氢能源站点?房子可是第一大蓄水池,谁都不想自家的房价在氢站面前瑟瑟发抖吧?


说到这,还是能挖掘出一条氢能源使用的场景——在相对单一的应用场景下,有规划有秩序的使用氢能源,极大程度规避安全问题。


至于怎么规划下段再说,我们继续聊成本。此前在网上看到一个观点,一套完整的氢能源动力总成,涉及到储氢罐、催化剂以及跟电动车相近的三电系统,罐体、催化剂(铂金,稀有金属,稀缺量少)占大头。但一套完整的、足以对标2.0T内燃机动力的氢能源汽车最终商业落地成本在60万-65万区间。



起初我并没有考证这项数据,但我们大可以用丰田Mirai举例。它在美国市场开售时起售价为5万美元,折合人民币30万出头,而更早在日本本土上市时折合人民币45万元左右,还有说55万人民币的总之不一而足。


看一下它的动力数据,134kW、300N·m。


但凡对汽车市场稍有了解的朋友就能发现,这是大概182匹、300N·m高压直喷1.5T发动机账面数据,蓝鲸和鲲鹏动力都与其不相上下。然后你得到了一台同亚洲龙尺寸不相上下,背着对标1.5T内燃机动力储氢罐的后驱中级轿车,你以为收获了1000km的无忧续航,但失去了物业停车场以及保险公司正眼看你的生活,毕竟在他们眼里,还是能轻而易举明白自燃和爆炸的区别,以及潜在的风险。


此时你也会发现,高成本也是掣肘氢能源普及乘用车的问题,甚至与安全性不相上下,当初凯迪拉克也推出了核动力轿车,但是当百万级单车售价遇上100万公里无需补能的产品点,你会觉得这世界已经扭曲到极致了。


不过说到这,仍然能我挖掘出另一条氢能源使用场景——什么车型本就单车售价足够高、还需要续航里程&0排放、还能让政府集中化补贴?没错,商用。


我国的氢能源环境如何?


今年2022年3月23日之前,氢一直是以危化品进行储运处理的。但在3月23日国家发改委和能源局联合发布了一份叫《氢能产业发展中长期规划2021-2035》的文件后,氢历史上首次被纳入进能源目录。既然是能源,它怎么来,怎么用就是问题了。


氢气有几种,大致分为绿氢、蓝氢、灰氢或者棕氢。



绿氢很好理解,利用光伏、风能等可再生能源进行电解所产出的氢,清纯而美好。给你一个数据参考,太阳能转化电能效率为39%、电能解氢最高效率为80%,二者相乘得出31%——即太阳能-电能-氢能的最高转化效率。得出结论:刻意转化绿氢,效率不高,产出不高。


蓝氢是比绿氢差一点的氢,概念上是非刻意产出氢,场景化描述叫做工业富产氢。顾名思义,你要也好、不要也罢,蓝氢就在那里,不用就浪费。


灰氢或棕氢是用煤炭高温制作氢气、煤气等等,成本低但会释放大量二氧化碳;此外,天然气中的甲烷通过与催化剂重组分离同样可以制氢,同时产出二氧化碳、一氧化碳、水。虽然都能产生氢气,但都在利用化石能源去“刻意”制氢,所以灰氢是只能对碳中和目标起到侧面迫害作用,属于掩耳盗铃、饮鸩止渴。


需求量是多少?至去年底,我国汽车保有量是3亿台左右,商用车保有量是3800万台,占比12.7%,别看占比不大,但它们消耗全国51%各标号汽柴油,二氧化碳排放量占道路交通56%,污染物排放量占比80%。


你看,亟待解决的是商用车(尤其是重卡土方车)排放问题,锂电池解决不了它高负荷的续航问题,但氢能源高续航特点则可以。同时商用车可以实现单一场景有序使用氢能源,而且单车售价高,能够集中补贴,最重要的是,12.7%的商用车按照35%的内燃机效率换算,需要3300万吨氢气。


产量是多少?我国绿氢年产能不到10万吨、蓝氢年产能660万吨、灰氢2640万吨。


相关成本数据是,灰氢大约11元/KG,蓝氢大约16元/KG,绿氢更高一点。你看,可再生资源本身不要钱,但算上光伏基础设施建设、特高压输电运送,其成本可以居高不下。不过蓝氢虽然成本也不低,但都是纸面成本,因为它是“非刻意”生产,是白来的,而这白来的、原本用不上的、不计入利润的能源能够兜售出去,它就是0成本或者低成本盈利产品。


如果绿氢少、灰氢是毒药,那还是蓝氢更秒,而我国也正是这么做的——在局部地区用蓝氢让氢能源重卡先跑起来,特定场景下特事特办。



我国的氢能源应用


现阶段,雄安新区有一条名叫“容易线”的氢能重卡示范线,起点是在雄安新区容城县薛庄村,终点到易县渭庄村,全长59公里,是雄安新区主要建材运输通道之一。此时此刻有上百台氢能源重卡正在那忙活着,单台售价在150万元左右。


其氢气来源于河北旭阳化工集团,是一家做煤炭和焦炭化工的企业,它们每年能生产10亿立方米的工业副产氢。此地的补能场景是用长管重卡将旭航化工的蓝氢运到“容易线”加氢站,尚属短途的运输和管控,路程只有124km。


虽然这上百台重卡的需求还没有达到我国每年工业副产氢的供给上限,但肉眼看见的是,商用车总共需要3300万吨氢,而660万吨的蓝氢年产能至少可以覆盖20%的商用车需求。


此时你想,在不动用灰氢的情况下,光是12.7%的商用车普及氢能源,就有多长的路要走?这3800万台商用的氢能源年耗量车简直是血盆大口,吞噬着无脑鼓吹氢能源普及乘用车人士的智商。


今年之后,围绕氢能源产业的建设必将是多点开花的,政府在商用车领域的补贴力度也会居高不下,有消息显示,山东、广东、福建、江苏、上海等省市都有政策出台,而商用车是氢能发展的重点补贴对象,据悉北京给一台氢能重卡的补贴最高能达到189万,由此可见无论是战略、战术、还是战役层面,商用车都是氢能源应用的最佳场景,没有之一。


再者,补贴不会单一落在氢能源汽车产品端,围绕氢气增产也会有相关动作。2022年2月18日,国家发改委等12个部门,联合发布《关于印发促进工业经济平稳增长的若干政策的通知》的文件,其中强调“原料用能消费不再纳入能源消费的总量控制”。


其意思为,“煤炭、石油等化石能源,如果不是单纯燃烧,而是作为化工原料使用,就可以一定程度上扩大规模”。


此前我国针对化工类工厂有能耗双控指标,有点类似双积分政策,就是如果你能耗高到最大限度了,是不允许扩大产能的!诸如河北旭阳化工这类的焦化厂,在以前根本没办法扩大规模,而这项政策出台后就可以增产了,同时蓝氢更多了。


我国之所以在十四五规划中让氢能源作为未来产业发展,并非出于究竟是光伏好、锂电好、风能好、氢能好这种单选题,而是泱泱大国对于能源选择的全揽之心,此间我们有自己坚定的路线,至于其他的,我们只配合,不迎合。我们是在围绕碳中和、能源依赖等最终极的目标做决定,而乘用车市场已经有锂电池作为高效的出行方案、绿电缓存方案,无需再要氢了。


写在最后:


任何国家、尝试任何形式的新能源都只有一个目的——摆脱化石能源依赖,但对于我国来说,只有糅合所有新能源之后,才能谈及摆脱石油、摆脱霍尔木兹海峡重度依赖症。所以我认为在锂电池汽车还没完全解决绿电的储存问题前,说大力发展氢能源至乘用车市场纯属耍流氓。


何时风能、光伏的绿电产出不再与需求曲线背离,绿电靠天吃饭的同时能有序转化为绿氢,何时才能看到氢能源产业红利走进乘用车市场,而在此之前只能将商用车作为长期试验田。不过那时,我们在锂电池赛道已经走了N年,投入精力财力无数,还会在另辟赛道重蹈专利不足恐惧下的燃油车覆辙吗?

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车系: Mirai
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