近些年,跟著低碳減排成為衡量車企開展水平的重要指標(biāo),同新動(dòng)力相關(guān)的各項(xiàng)技能,受注重程度也變得越來(lái)越高。除純電動(dòng)、混合動(dòng)力、插電式混合動(dòng)力和增程式等技能外,氫動(dòng)力轎車也由之前日韓車企的“一枝獨(dú)秀”,到被更多車企所提及和注重。在國(guó)內(nèi),吉祥、長(zhǎng)城轎車都從前發(fā)布過(guò)相關(guān)技能,另一些大型車企也在長(zhǎng)期規(guī)劃中為氫動(dòng)力轎車留有一席之地。氫動(dòng)力轎車終究離咱們有多遠(yuǎn),這項(xiàng)被稱為“新動(dòng)力轎車終極開展計(jì)劃”的技能,真的能改動(dòng)未來(lái)的出行生活么?
■褒貶不一的氫燃料電池技能
許多不了解氫動(dòng)力技能的人,會(huì)錯(cuò)誤地以為氫動(dòng)力轎車是靠?jī)?nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的車型,僅僅燃料由汽油或柴油換成了氫氣。實(shí)際上,氫動(dòng)力轎車的精確名稱應(yīng)該叫做氫燃料電池轎車。它的工作原理是氫氣在陽(yáng)極經(jīng)過(guò)擴(kuò)散層,在催化劑效果下生成氫離子,氫離子經(jīng)過(guò)質(zhì)子交換膜抵達(dá)陰極,并在催化劑效果下與氧氣生成水。這個(gè)反響過(guò)程中發(fā)生的電流將被輸送至外電路,靠電能驅(qū)動(dòng)轎車。
也便是說(shuō),氫燃料電池車本質(zhì)上是電動(dòng)車,加注氫氣的目的是為了制取電能,這與增程式電動(dòng)車歸于同一種驅(qū)動(dòng)思路。
此外,氫燃料電池車并不是新鮮事物。上世紀(jì)70年代石油危機(jī)時(shí),轎車業(yè)界就從前掀起過(guò)一次氫燃料電池技能研究熱潮。在支持者眼中,氫燃料電池具有能量密度高(為鋰電池的100倍以上)、低溫性能好、續(xù)航路程長(zhǎng)、加氫速度快等長(zhǎng)處。
特別是氫燃料電池轎車的最終生成物是清潔無(wú)污染的水,因而很多人都將這項(xiàng)技能比作新動(dòng)力轎車的“終極開展計(jì)劃”。
不過(guò)因?yàn)闅淙剂想姵嘏c純電動(dòng)技能比較,增加了一次能量轉(zhuǎn)換,造成了不必要的能量損耗,因而這項(xiàng)技能反對(duì)者相同不少,且其間不乏轎車業(yè)界的重磅人物。特斯拉CEO埃隆·馬斯克就曾清晰表示“氫燃料電池沒有未來(lái)”,大眾集團(tuán)CEO赫伯特·迪斯相同對(duì)氫燃料電池技能的使用遠(yuǎn)景不看好,他以為在未來(lái)十年時(shí)刻內(nèi),氫燃料電池技能都不太或許被使用在乘用車上。
■“一枝獨(dú)秀”的日韓氫動(dòng)力乘用車
迪斯并不看好的氫動(dòng)力乘用車,是一個(gè)怎樣的開展現(xiàn)狀呢?
實(shí)際上,現(xiàn)在也確實(shí)只有日本和韓國(guó)的少數(shù)車企聚集于量產(chǎn)氫燃料電池乘用車。其間比較有代表性的如豐田Mirai、本田Clarity、現(xiàn)代NEXO等。
即便這僅有的幾款車型,也沒有交出令人滿意的市場(chǎng)成績(jī)單。以豐田氫燃料電池乘用車Mirai為例,該車于2014年正式推出,并于2020年推出第二代車型。但6年時(shí)刻里累計(jì)銷量?jī)H為1.1萬(wàn)輛,與豐田每年在全球市場(chǎng)超千萬(wàn)輛的出售總量比較,僅約占0.1%左右。
日韓車企之所以“逆勢(shì)”布局氫燃料電池乘用車,與各自國(guó)家動(dòng)力結(jié)構(gòu)有著嚴(yán)密關(guān)系。相同以日本為例,因?yàn)橐淮蝿?dòng)力極度匱乏,工業(yè)出產(chǎn)和日常生活的動(dòng)力很多依靠進(jìn)口。尤其是2011年福島核事故之后,日本將占電力結(jié)構(gòu)30%的核電悉數(shù)停運(yùn),更加重了日本動(dòng)力問題。
2014年,日本擬定了氫氣出產(chǎn)、貯存、運(yùn)輸和使用的戰(zhàn)略路線圖,其間交通范疇的氫能代替任務(wù)非常艱巨。依照規(guī)則方針,2025年日本將有20萬(wàn)輛氫燃料電池車上路行駛,2030年這一數(shù)字將擴(kuò)展至80萬(wàn)輛,一起加氫站數(shù)量將到達(dá)900個(gè)——而到2020年末,全球加氫站總數(shù)也僅為544座。
除方針層面外,以豐田、本田為代表的日本車企現(xiàn)已積累了很多氫燃料電池技能和專利,豐田甚至規(guī)劃建立一座占地175英畝的“未來(lái)城市”,該城市將首要由氫燃料電池供電。如果全球轎車圈其他玩家都不在這條賽道上共同下注,那么豐田、本田包含現(xiàn)代所擁有的技能和專利再多,也無(wú)法轉(zhuǎn)化成實(shí)際的商業(yè)效益,這也成為上述車企繼續(xù)推行氫燃料電池技能的動(dòng)力之一。
■氫動(dòng)力現(xiàn)在更適合商用車范疇
同日本和韓國(guó)比較,我國(guó)現(xiàn)在氫燃料電池技能的開展依舊集中在商用車范疇。
中汽協(xié)相關(guān)數(shù)據(jù)顯現(xiàn),2020年我國(guó)氫燃料電池轎車產(chǎn)銷量分別為1204輛和1182輛,悉數(shù)為商用車。到2020年末,我國(guó)累計(jì)推行氫燃料電池轎車共約7200輛,其間絕大部分為物流車和客車。
那么,被國(guó)內(nèi)各首要車企屢次提及的氫燃料電池乘用車,離咱們終究還有多遠(yuǎn)呢?
答案恐怕并不達(dá)觀。首先,與純電動(dòng)車核心部件為電機(jī)、電控、電池不同的是,氫燃料電池的核心部件為膜電極和空壓機(jī),國(guó)內(nèi)企業(yè)現(xiàn)在在這些核心部件方面并不具備優(yōu)勢(shì),不存在電動(dòng)車那種短期內(nèi)彎道超車的或許性。
此外,催化劑在氫燃料電池內(nèi)部起著無(wú)足輕重的效果?,F(xiàn)在氫燃料電池電堆用的催化劑仍是鉑,這是一種非常稀疏的貴金屬,全球現(xiàn)在探明儲(chǔ)量?jī)H為十余萬(wàn)噸。一起,我國(guó)企業(yè)對(duì)鉑催化劑的使用效率也低于海外競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。有材料顯現(xiàn),豐田關(guān)于鉑的單位用量可到達(dá)0.2g/kW,而國(guó)內(nèi)企業(yè)的鉑單位用量則為0.4g/kW。
由此可見,即便國(guó)內(nèi)主流車企看好氫燃料電池的開展,但商用車仍將是未來(lái)適當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)刻內(nèi)該技能的首要使用場(chǎng)景。除技能瓶頸外,占我國(guó)轎車保有量12%的商用車現(xiàn)在制作了道路交通56%的碳排放,氫能可以作為柴油的有效代替計(jì)劃。此外還要考慮建造加氫站的本錢問題。一座加氫站的建造本錢接近1200萬(wàn)元,而一個(gè)加油站的建造本錢約為200萬(wàn)元。因?yàn)樯逃密囘\(yùn)營(yíng)模式和路線較為固定,只需在沿線建立相對(duì)少的加氫站即可滿足使用量要求,并將本錢降至合理水平。
■氫動(dòng)力乘用車還要等多久
氫燃料電池乘用車咱們還要等多久?要回答這個(gè)問題,有必要了解一下灰氫、藍(lán)氫和綠氫的概念。
灰氫指的是經(jīng)過(guò)化石燃料焚燒發(fā)生的氫氣,這種制氫技能最為簡(jiǎn)單且本錢低,但出產(chǎn)過(guò)程中會(huì)發(fā)生很多的二氧化碳排放。藍(lán)氫是指將天然氣經(jīng)過(guò)蒸汽甲烷重整或自熱蒸汽重整制氫,與灰氫比較,藍(lán)氫發(fā)生的溫室氣體排放相對(duì)較少。綠氫則是經(jīng)過(guò)可再生動(dòng)力制作氫氣,如最常見的電解水制氫,在出產(chǎn)綠氫的過(guò)程中將不會(huì)發(fā)生碳排放。
因?yàn)槲覈?guó)現(xiàn)已擬定了清晰的碳達(dá)峰和碳中和時(shí)刻表,為了助力實(shí)現(xiàn)方針,上述三種制氫方法中,綠氫明顯成為最合理的挑選。
從我國(guó)現(xiàn)在動(dòng)力結(jié)構(gòu)和分布狀況來(lái)看,未來(lái)將有望建成一個(gè)由光伏發(fā)電-特高壓輸電-儲(chǔ)能設(shè)備-新動(dòng)力轎車的全新動(dòng)力大閉環(huán)。在這個(gè)閉環(huán)中,從我國(guó)西北區(qū)域經(jīng)過(guò)光伏發(fā)電發(fā)生的很多電能,將經(jīng)過(guò)特高壓輸電技能被送往東南部經(jīng)濟(jì)活潑區(qū)域。這些電能到達(dá)東南部區(qū)域后,一部分經(jīng)過(guò)儲(chǔ)能電池的方式貯存起來(lái),因?yàn)闅錃獾膬?chǔ)能時(shí)刻和儲(chǔ)能密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于電池,因而將有適當(dāng)一部分電能會(huì)以電解水制氫的方式,也便是綠氫被貯存下來(lái)。
此時(shí),被車企心心念念的新動(dòng)力乘用車作為動(dòng)力閉環(huán)的最后一個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),將終于有了用武之地。一起,在相關(guān)技能越發(fā)成熟和加氫站建造本錢降低的兩層加持下,氫燃料電池乘用車才會(huì)顯現(xiàn)大規(guī)模普及的機(jī)會(huì),成為未來(lái)出行的主角。北京晚報(bào)
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氫燃料電池 技能 車企
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■褒貶不一的氫燃料電池技能
許多不了解氫動(dòng)力技能的人,會(huì)錯(cuò)誤地以為氫動(dòng)力轎車是靠?jī)?nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的車型,僅僅燃料由汽油或柴油換成了氫氣。實(shí)際上,氫動(dòng)力轎車的精確名稱應(yīng)該叫做氫燃料電池轎車。它的工作原理是氫氣在陽(yáng)極經(jīng)過(guò)擴(kuò)散層,在催化劑效果下生成氫離子,氫離子經(jīng)過(guò)質(zhì)子交換膜抵達(dá)陰極,并在催化劑效果下與氧氣生成水。這個(gè)反響過(guò)程中發(fā)生的電流將被輸送至外電路,靠電能驅(qū)動(dòng)轎車。
也便是說(shuō),氫燃料電池車本質(zhì)上是電動(dòng)車,加注氫氣的目的是為了制取電能,這與增程式電動(dòng)車歸于同一種驅(qū)動(dòng)思路。
此外,氫燃料電池車并不是新鮮事物。上世紀(jì)70年代石油危機(jī)時(shí),轎車業(yè)界就從前掀起過(guò)一次氫燃料電池技能研究熱潮。在支持者眼中,氫燃料電池具有能量密度高(為鋰電池的100倍以上)、低溫性能好、續(xù)航路程長(zhǎng)、加氫速度快等長(zhǎng)處。
特別是氫燃料電池轎車的最終生成物是清潔無(wú)污染的水,因而很多人都將這項(xiàng)技能比作新動(dòng)力轎車的“終極開展計(jì)劃”。
不過(guò)因?yàn)闅淙剂想姵嘏c純電動(dòng)技能比較,增加了一次能量轉(zhuǎn)換,造成了不必要的能量損耗,因而這項(xiàng)技能反對(duì)者相同不少,且其間不乏轎車業(yè)界的重磅人物。特斯拉CEO埃隆·馬斯克就曾清晰表示“氫燃料電池沒有未來(lái)”,大眾集團(tuán)CEO赫伯特·迪斯相同對(duì)氫燃料電池技能的使用遠(yuǎn)景不看好,他以為在未來(lái)十年時(shí)刻內(nèi),氫燃料電池技能都不太或許被使用在乘用車上。
■“一枝獨(dú)秀”的日韓氫動(dòng)力乘用車
迪斯并不看好的氫動(dòng)力乘用車,是一個(gè)怎樣的開展現(xiàn)狀呢?
實(shí)際上,現(xiàn)在也確實(shí)只有日本和韓國(guó)的少數(shù)車企聚集于量產(chǎn)氫燃料電池乘用車。其間比較有代表性的如豐田Mirai、本田Clarity、現(xiàn)代NEXO等。
即便這僅有的幾款車型,也沒有交出令人滿意的市場(chǎng)成績(jī)單。以豐田氫燃料電池乘用車Mirai為例,該車于2014年正式推出,并于2020年推出第二代車型。但6年時(shí)刻里累計(jì)銷量?jī)H為1.1萬(wàn)輛,與豐田每年在全球市場(chǎng)超千萬(wàn)輛的出售總量比較,僅約占0.1%左右。
日韓車企之所以“逆勢(shì)”布局氫燃料電池乘用車,與各自國(guó)家動(dòng)力結(jié)構(gòu)有著嚴(yán)密關(guān)系。相同以日本為例,因?yàn)橐淮蝿?dòng)力極度匱乏,工業(yè)出產(chǎn)和日常生活的動(dòng)力很多依靠進(jìn)口。尤其是2011年福島核事故之后,日本將占電力結(jié)構(gòu)30%的核電悉數(shù)停運(yùn),更加重了日本動(dòng)力問題。
2014年,日本擬定了氫氣出產(chǎn)、貯存、運(yùn)輸和使用的戰(zhàn)略路線圖,其間交通范疇的氫能代替任務(wù)非常艱巨。依照規(guī)則方針,2025年日本將有20萬(wàn)輛氫燃料電池車上路行駛,2030年這一數(shù)字將擴(kuò)展至80萬(wàn)輛,一起加氫站數(shù)量將到達(dá)900個(gè)——而到2020年末,全球加氫站總數(shù)也僅為544座。
除方針層面外,以豐田、本田為代表的日本車企現(xiàn)已積累了很多氫燃料電池技能和專利,豐田甚至規(guī)劃建立一座占地175英畝的“未來(lái)城市”,該城市將首要由氫燃料電池供電。如果全球轎車圈其他玩家都不在這條賽道上共同下注,那么豐田、本田包含現(xiàn)代所擁有的技能和專利再多,也無(wú)法轉(zhuǎn)化成實(shí)際的商業(yè)效益,這也成為上述車企繼續(xù)推行氫燃料電池技能的動(dòng)力之一。
■氫動(dòng)力現(xiàn)在更適合商用車范疇
同日本和韓國(guó)比較,我國(guó)現(xiàn)在氫燃料電池技能的開展依舊集中在商用車范疇。
中汽協(xié)相關(guān)數(shù)據(jù)顯現(xiàn),2020年我國(guó)氫燃料電池轎車產(chǎn)銷量分別為1204輛和1182輛,悉數(shù)為商用車。到2020年末,我國(guó)累計(jì)推行氫燃料電池轎車共約7200輛,其間絕大部分為物流車和客車。
那么,被國(guó)內(nèi)各首要車企屢次提及的氫燃料電池乘用車,離咱們終究還有多遠(yuǎn)呢?
答案恐怕并不達(dá)觀。首先,與純電動(dòng)車核心部件為電機(jī)、電控、電池不同的是,氫燃料電池的核心部件為膜電極和空壓機(jī),國(guó)內(nèi)企業(yè)現(xiàn)在在這些核心部件方面并不具備優(yōu)勢(shì),不存在電動(dòng)車那種短期內(nèi)彎道超車的或許性。
此外,催化劑在氫燃料電池內(nèi)部起著無(wú)足輕重的效果?,F(xiàn)在氫燃料電池電堆用的催化劑仍是鉑,這是一種非常稀疏的貴金屬,全球現(xiàn)在探明儲(chǔ)量?jī)H為十余萬(wàn)噸。一起,我國(guó)企業(yè)對(duì)鉑催化劑的使用效率也低于海外競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。有材料顯現(xiàn),豐田關(guān)于鉑的單位用量可到達(dá)0.2g/kW,而國(guó)內(nèi)企業(yè)的鉑單位用量則為0.4g/kW。
由此可見,即便國(guó)內(nèi)主流車企看好氫燃料電池的開展,但商用車仍將是未來(lái)適當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)刻內(nèi)該技能的首要使用場(chǎng)景。除技能瓶頸外,占我國(guó)轎車保有量12%的商用車現(xiàn)在制作了道路交通56%的碳排放,氫能可以作為柴油的有效代替計(jì)劃。此外還要考慮建造加氫站的本錢問題。一座加氫站的建造本錢接近1200萬(wàn)元,而一個(gè)加油站的建造本錢約為200萬(wàn)元。因?yàn)樯逃密囘\(yùn)營(yíng)模式和路線較為固定,只需在沿線建立相對(duì)少的加氫站即可滿足使用量要求,并將本錢降至合理水平。
■氫動(dòng)力乘用車還要等多久
氫燃料電池乘用車咱們還要等多久?要回答這個(gè)問題,有必要了解一下灰氫、藍(lán)氫和綠氫的概念。
灰氫指的是經(jīng)過(guò)化石燃料焚燒發(fā)生的氫氣,這種制氫技能最為簡(jiǎn)單且本錢低,但出產(chǎn)過(guò)程中會(huì)發(fā)生很多的二氧化碳排放。藍(lán)氫是指將天然氣經(jīng)過(guò)蒸汽甲烷重整或自熱蒸汽重整制氫,與灰氫比較,藍(lán)氫發(fā)生的溫室氣體排放相對(duì)較少。綠氫則是經(jīng)過(guò)可再生動(dòng)力制作氫氣,如最常見的電解水制氫,在出產(chǎn)綠氫的過(guò)程中將不會(huì)發(fā)生碳排放。
因?yàn)槲覈?guó)現(xiàn)已擬定了清晰的碳達(dá)峰和碳中和時(shí)刻表,為了助力實(shí)現(xiàn)方針,上述三種制氫方法中,綠氫明顯成為最合理的挑選。
從我國(guó)現(xiàn)在動(dòng)力結(jié)構(gòu)和分布狀況來(lái)看,未來(lái)將有望建成一個(gè)由光伏發(fā)電-特高壓輸電-儲(chǔ)能設(shè)備-新動(dòng)力轎車的全新動(dòng)力大閉環(huán)。在這個(gè)閉環(huán)中,從我國(guó)西北區(qū)域經(jīng)過(guò)光伏發(fā)電發(fā)生的很多電能,將經(jīng)過(guò)特高壓輸電技能被送往東南部經(jīng)濟(jì)活潑區(qū)域。這些電能到達(dá)東南部區(qū)域后,一部分經(jīng)過(guò)儲(chǔ)能電池的方式貯存起來(lái),因?yàn)闅錃獾膬?chǔ)能時(shí)刻和儲(chǔ)能密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于電池,因而將有適當(dāng)一部分電能會(huì)以電解水制氫的方式,也便是綠氫被貯存下來(lái)。
此時(shí),被車企心心念念的新動(dòng)力乘用車作為動(dòng)力閉環(huán)的最后一個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),將終于有了用武之地。一起,在相關(guān)技能越發(fā)成熟和加氫站建造本錢降低的兩層加持下,氫燃料電池乘用車才會(huì)顯現(xiàn)大規(guī)模普及的機(jī)會(huì),成為未來(lái)出行的主角。北京晚報(bào)
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