续航轻松超600km!氢燃料电池车究竟如何?造价成本大揭秘!


​我们正处在能源变革的时代。在过去一百多年里,人类尽情燃烧了几十亿吨汽油,然而捉襟见肘的石油储量将我们从大排量发动机美梦中唤醒,不得不着手寻找新的驱动方式来保证持续发展。从油电混合,到纯电,再到氢燃料电池,通往不同未来的分岔口展现在面前,我们该如何选择?我想最终的答案是“氢”这一条光明但充满坎坷的路。



氢燃料电池虽然被称为电池,但是它并不储存电能,而是一种发电装置。其根本原理是利用了氢气和氧气反应生成水这一化学机制,将化学能转化为电能,为汽车提供动力。跟燃油车要加汽油一样,氢燃料电池车需要在加氢站补充氢气作为燃料,并将氢气储存在储氢罐中。储氢罐就相当于燃油车的油箱,而氢燃料电池就相当于发动机,从储氢罐中获取氢气,跟吸入的氧气反应,产生电能,并将电能存储在动力电池中。在汽车工作时电动机从动力电池中获取电能,驱动汽车。


单个氢燃料电池主要由用来规定粒子运动方向,形成电流的膜,用来引导气体进入反应区域的两块扩散层和两个用来导电的双极板组成。在膜的两个外表面还分别涂了一层催化剂,用来加快反应速率,提高电能产生的效率。在车中许多这样的单个电池被组装起来形成电池堆来使用。



氢能源车优势明显。氢是理论上最清洁的能源,反应后产物只有纯净水,不会对环境造成任何污染,达到零排放,且可循环利用!氢燃料电池效率高,普通的油车发动机效率在36%—40%左右,然而氢燃料电池可以达到60%以上!(因为其直接将化学能转化为电能,不经过热机等中间环节)。氢燃料电池很安静,研究表明,氢燃料电池车的噪音和普通燃油发动机相比很小,小到加速时会被胎噪和风噪掩盖。氢燃料电池车补充燃料快,加氢五分钟,续航数百公里,远比电动车充电时间短。氢燃料电池车续航强,普通电动车续航在400—500km,氢燃料电池车可以轻松达到600km以上。


现在阻碍氢能源车发展的大山主要有两座:一是氢基础设施的建设,二是车本身的生产成本。


为了实现氢能源车的普及化,大量的加氢站是必不可少的。加氢站建造成本高,其花费是建造一个特斯拉超级充电站的数倍,且我国氢设施尚处在向产业化、商业化转变的过程中,企业投入不大,做不到大规模生产,使得成本得不到控制。同时,氢气具有易燃、易爆属性,对运输提出了高要求,使得存储氢气的成本也不低。


在产品生产方面,高成本主要源自燃料电池和低产量。对于燃料电池而言,用来加快反应速率的催化剂是最费钱的,原因是其含有一种贵金属:铂金。现阶段氢能源车产量大约为每年1000辆,这一产量下电池成本大约为每千瓦180美元,因此制造一个100kw电堆成本约12万6千人民币。再加上储氢罐、动力电池等成本,一套氢能源车的动力总成价格逼近20万!这也是为什么像丰田Mirai,现代NEXO等氢能源车售价高达40万人民币左右,几乎是同品牌混动车型的两倍。若能将产量提升50倍,则成本可以缩减至每千瓦45美元。虽然随着生产规模发展,制造成本会有所下降,但是由于铂金是稀有资源,铂金的成本不会减低。一辆功率为100kw的氢能源车现阶段需要30多克铂金,折合人民币6000-8000元。


虽然前途艰险,困难重重,但是氢燃料电池车仍有光明未来。

1. 氢能源化是大势所趋


全球氢能委员会指出:“氢能源将在2050年之前,在全球能源消耗量中占比约18%,全年的二氧化碳排放量能较现在减少约60亿吨。”目前,世界各国正致力于氢能源的发展,日本、韩国更具野心,希望借此机会彻底改变能源结构,打造氢能社会。而中国作为石油进口大国,长距离的运输和国际局势使能源安全如履薄冰。风能、太阳能等新能源受环境影响大,我们急需寻找一种新的不受限制的能源保证供给,氢能源便是最好的选择。

2. 政策上已有完整蓝图

我国政府规划今年可以完成氢燃料电池车千辆计划,并计划于2025年氢燃料电池车保有量达5万辆,于2030年达百万辆。在未来的5-10年内,氢燃料电池车就会大范围推广。同时,氢基础设施正在大力建设中,截至2019年底,我国已有加氢站46座,在建38座。预计2030年底,我国将建成1500座加氢站。


我国将采用“先商后乘”的推广模式,即率先推广商业运输领域的大型氢能源车,逐步推进到个人乘用车。大型运输车由于污染物排放量大,氢能化需求迫切,且因为车身容量大,对于电池技术要求较低,产业化更加容易。目前我国已有几十辆氢燃料客车投入运营,其电池寿命可以达到15000h以上,而普通氢燃料乘用车的电池寿命大概仅在5000h。

3. 氢燃料电池车性能已经达到燃油车水平


国际车用燃料电池已经进入了产业化的初步阶段。丰田、本田、尼桑、通用、奔驰、现代等都推出了自己的氢燃料电池车,平均电池功率超过了90kw,续航能力也越来越强。

4. 技术突破使得成本可控


我国正大力扶持氢能源科技企业,上汽、一汽、宇通、东风等都在积极研发氢能源项目。在成本控制方面,已有理论验证现有燃料电池和催化剂还远远没有达到性能的极限!预计在10年左右,电池催化剂的铂金用量可以降低到现在的1/5,电池成本可以降低到每千瓦30美元,100kw电堆成本大约2万人民币,接近现在燃油发动机的水平。丰田汽车欧洲销售和营销主管马特·哈里森也曾表示:“到(MIRAI)第三代,我们预计燃料电池的成本将与混合动力车相当。我们相信燃料电池汽车有巨大的潜力。”同时,电解水制氢等技术的产业化也在快速推进,将来能够实现在加氢站直接制氢,减去运输成本。


氢能源是人类未来的最佳选择,环保、安静、高效、长续航等优点使其不容被忽视。国家的大力扶持和世界的发展趋势给氢燃料电池车铺好了前进道路,而技术突破带来的成本控制可行性更是如在黑暗中点了明灯,坚定了我们的信心。我们必将走上氢道路,乘上氢能源车,驶向人类的氢未来。

不知道你们将来会不会选择氢能源车呢?欢迎在下方和我们互动留言。

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