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你手里的纯电车,终将被氢燃料电池车替代?

车叫兽Pro 4951浏览 2023-08-03 IP属地: 上海

很多人,很多愿景,都把氢燃料电池车定义为终极的未来出行方式,因为它足够环保,但事实真是如此吗?缘何纯电百花齐放,市面上的氢燃料电池(乘用)车却没几家在做?等等……


谁在做?


现代NEXO和丰田Mirai是目前市面上相当“稀有”的氢燃料电池车产品,而现代和丰田也双双在上世纪90年代(丰田更早个几年),就早早投入到了氢燃料电池的研发赛道,至于韩国人和日本人如此默契的背后原因?无外乎是两国能源都过度依赖进口,亟需通过能源战略转型来减轻国家经济受到的制约。这是题外话了。

你手里的纯电车,终将被氢燃料电池车替代?


那么,他俩交出的作业谁更胜一筹呢?


先看销量,根据北京现代今年年初公布的数据,NEXO全球累计销量已超3万辆,市场份额达到59%。在去年,NEXO中国版也已经取得了我国的新能源牌照,可以合法上路。而丰田Mirai,截至去年年底全球累计销量达2.1万辆,国内指导价74.80-75.10万元,根据两款车型的海外市场售价,现代NEXO中国版的定价会相对(Mirai)亲民一些(目测50万)。

你手里的纯电车,终将被氢燃料电池车替代?


再看参数,现代NEXO加氢5分钟,续航550km(海外版可达800km,因为国内的乘用车的储氢罐压力限定在了350Bar,而国际版的储氢罐为700Bar的压力),且号称氢燃料电池系统发电效率可达62%以上,远超内燃机30-40%的效率水平,而丰田这一代Mirai,加氢3分钟,续航近800km


算算用车成本,现代NEXO载氢3.99kg,续航550km,以1公斤氢气30元的补贴价格来算,一公里大约0.22元;而丰田Mirai,载氢5.6kg,续航781km,算出大约一公里也是0.22元。比油车成本低得多,比纯电小贵。

你手里的纯电车,终将被氢燃料电池车替代?


综上,就目前氢燃料电池车稀有的程度,高昂的售价,以及并不比纯电车便宜的用车成本来看,氢能车想要进入我们老百姓的生活,还有不少造价、技术等等难关要一一攻克,道阻且长


氢燃料电池车究竟是什么?


有人蓄力要在氢燃料电池车市场实现弯道超车,风投们也都大力追捧着氢时代的概念,各个国家也都出台了各种补贴办法。那么,氢燃料电池车究竟有何优势与趋势?

你手里的纯电车,终将被氢燃料电池车替代?


首先,一句话解释下氢燃料电池车的原理——把氢气转化成电,再用电驱动车轮转动。因此,有些人说氢燃料电池车的本质还是一台电动车,只是电动车把电储存在电池里,而氢燃料电池车靠氢燃料发电来产生电


小贴士

氢燃料电池指的是氢通过与氧的化学反应而产生电能的装置。而氢燃料电池车主要由高压储气罐、氢燃料电池堆栈、燃料电池升压器、动力蓄电池组、驱动电动机和动力控制单元等组成,可以看作一套串联的过程,在电堆里,氢与氧产生化学反应,过程中存在电荷转移,从而产生电流,通过升压器把电充到电池里,电池再把电输送到驱动电机,驱动电机再驱动车轮行进。一通击鼓传花,氢燃料电池车就这么上路了。


那么这里留个思考,相比目前的纯电动车,氢燃料电池车多了几个生成能量和储存的步骤,那么过程中能量使用效率是否会(相对纯电动车)大打折扣?


氢能车的优势


生产、使用均零排放的终极清洁?


说到这,你会发现氢燃料电池车和理想这种增程式的逻辑很相似,只是前者用氢燃料电堆+储氢罐,后者用内燃机+油箱

你手里的纯电车,终将被氢燃料电池车替代?


这里就要说到氢燃料电池车相对燃油车的第一个先天优势了——清洁。发电过程中附带生成的是水,而没有碳排放,从而做到真正的消耗过程零排放。如果通过电解水的方式来制氢,生产过程也能够达到零排放。所以,清洁、高效、可持续,氢燃料电池车就理所当然地被大家定义为新能源汽车的终极进化形态。


但这里不得不说一个打脸的冷知识:靠电解水来制氢的做法,目前极不主流。眼下,制氢主要有三种技术路线:


其一是化石能源制氢,也就是烧煤、烧天然气,烧煤成本很低,产量很高,但碳排放不少,而烧天然气成本高,但碳排放要远低于烧煤。其二是工业副产氢,原料就是含有氢气的工业尾气,通过变压吸附技术分离提纯氢气,不需要用额外的化石能源,成本和碳排放均更好控制;其三才是电解水制氢,肉眼可见的最绿色,但成本也最高,大概是烧煤制氢的三倍。

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总结一下,三种制氢方式的碳排放:


化石制氢>工业副产氢>电解水


三种制氢方式的成本:


电解水>工业复产氢≈烧天然气制氢>烧煤制氢


所以目前的制氢方式,主流还是成本最低的化石制氢,而电解水制氢大约只占总制氢的5%。综上,目前氢燃料电池车并没有大家想象中的终极清洁和高效,主流制氢方式的过程中仍旧有污染,大约是每制造1公斤氢气,就会产生42公斤二氧化碳和其他污染物


比纯电车还安静,和油车加油一样快?


得益于氢燃料电池的静态发电模式,确实能比现在的纯电动车用起来还要安静。且补能速度方面,大家也能够看到现代NEXO和丰田Mirai,都能在五分钟内达到满氢状态。所以续航焦虑在氢燃料电池车上并不存在,当然,这是有前提的——加氢站得跟加油站一样多,至少,不能太拉胯对吧?

你手里的纯电车,终将被氢燃料电池车替代?


但现实是,加氢站的数量还只是加油站数量的千分之二,不足零头——截至去年年底,全国加氢站274个,全国加油站11.3万个,其中,广州的加氢站最多,有47座,山东和江苏次之。而加氢站的建设成本是多少呢?扣除补贴大概至少1000万,是加油站的2、3倍,是充电站的10倍,建设、运维、成本回收……真是个压力山大的工程。可想而知,加氢站建设不足也将导致眼下氢燃料电池车普及度注定不会太高。


但我们不妨转换下思路,未来的iPhone或许一个月充一次电,我们也将间隔很久才想起来给爱车加个氢?这并非歪歪,据说大众目前正在研发的氢燃料电池车续航能达到2000km,未来加氢站并不需要像加油站布局如此密集。


氢能车的劣势


说到这里,其实大家不难发现,氢燃料电池的所谓优势也总是伴随着一些技术困境或成本难题。


安全吗?


正如纯电车屡屡自燃所暴露出来的安全问题,氢气的安全性也是大家所关注的焦点,毕竟现在身边人都不给小孩买大街上的氢气球了,你造一台车告诉我得充氢气?

你手里的纯电车,终将被氢燃料电池车替代?


这个担忧不无道理。要知道,氢气的爆炸极限范围很广,即便不考虑撞车了储氢罐会不会爆炸的问题,整个氢燃料电池的产业链都得先将安全问题给想明白了,把规则定好,才能继续往下玩儿,否则一旦出现问题就是大问题。


太贵了!


上面我们已经有所提及,加氢站建设贵,氢燃料电池车终端售价也贵,就和纯电车电池成本高一样,氢能车的电堆成本也很高。

你手里的纯电车,终将被氢燃料电池车替代?


但好在我们能够看到,纯电车的成本在不断地下降,随着技术更新迭代,氢燃料电池车的成本也会继续下降,否则有价无市也没啥意义。


我手里的纯电车,终将被氢能车替代?


好了,说了这么多,氢燃料发电车真能取代纯电动电池车吗?


这件事儿当然有很多维度去考量,还是以最俗的,最贴近我们消费者的【成本】二字来展开。我把它分为相对“微观”的三部分,购车成本、使用成本,以及保养成本,相信作为汽车消费者的你我都很熟悉。

你手里的纯电车,终将被氢燃料电池车替代?


首先,购车成本,我们买一台车的价钱,首先取决于整车厂造它用了多少钱,其次才考虑他们有多少利润。那么,相比纯电动车的三电系统而言,氢燃料电池车的结构更复杂,上文已经提及,氢燃料电池车主要由高压储气罐、氢燃料电池堆栈、燃料电池升压器、动力蓄电池组、驱动电动机和动力控制单元等组成,这个结构必定带来的是更高昂的造价,且随之而来的,还有制造和装配过程中,对自动化车间的技术和设备要求也更高,制造成本也就更高了。所以,氢能车真的很难比纯电车卖得便宜。


再者,复杂的结构对于整车设计的灵活度也有一定影响,而三电技术现阶段我们已经能够看到,集成度能做得非常好,同样一台车,纯电动车的座舱就是可以比氢燃料电池车的座舱利用率更高。

你手里的纯电车,终将被氢燃料电池车替代?


第二,使用成本,上面也提及了,加氢相比加油便宜,但相比充电还是贵了。那充电的缺点,也就是时间太长,相比加油、加氢的等待时间更多,但快充技术也在进一步升级打怪,目前半小时充满80%的水准就已经达到如此的市占率,所以纯电车的未来,我还是相当看好的。


最后,保养成本,众所周知,相比燃油车,纯电车几乎不需要保养,而当氢燃料电池车加入战局,复杂的结构或许问题频出,继续将我们拉回10000公里一大保的昨日。


可想而知,氢燃料电池车想要走进千家万户,还是会面临不少的阻力。特别是当纯电车的发展已呈如此百花齐放之势,非要互相叫个高下也着实内耗。还记得上文我们预埋的一个小思考吗?氢燃料电池车相比纯电动车所产生的能源转化效率的问题,这也是马斯克否定氢能车的关键原因——电安安静静存在电池里只有少量的“内耗”,而氢燃料电池则多了一步,电转氢转电,多一步走就多一步消耗,所以也导致了,氢燃料电池车相比燃油车的转化效率略有优势,但相比纯电车,就远不够瞧了。

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