冬奧走紅的氫能源車(chē)，你(nǐ)開(kāi)不起

北京市區(qū)的車(chē)主張鵬，還(hái)在為(wèi)自家(jiā)的電(diàn)動車(chē)發愁，“一到冬天就瘋狂掉電(diàn)，我得(de)滿世界找充電(diàn)樁。”

74公裏外的延慶海坨山(shān)區(qū)，行(xíng)駛着幾百輛(liàng)大(dà)巴車(chē)。這些(xiē)大(dà)巴車(chē)跑得(de)了長途，開(kāi)得(de)了暖風空(kōng)調，補能隻需6分鍾，在零下20攝氏度的環境下，照樣正常運行(xíng)。

與衆不同的是，驅動它們的不是油不是電(diàn)，而是氫。

今年的北京冬奧會(huì)，運行(xíng)着超過1000輛(liàng)氫能源汽車(chē)，配備30多(duō)個(gè)加氫站(zhàn)，是全球最大(dà)的一次燃料電(diàn)池汽車(chē)示範。

在中國，純電(diàn)動車(chē)是最主流的新能源技(jì)術(shù)路線。但(dàn)锂電(diàn)池有(yǒu)一些(xiē)弱點，比如在零下十幾度的天氣裏，電(diàn)解液會(huì)被凍住完全無法工作(zuò)。而這次冬奧會(huì)70%以上(shàng)的賽事都在山(shān)地，山(shān)上(shàng)的溫度低(dī)于零下20攝氏度。

不怪乎有(yǒu)人(rén)評論，“氫能源車(chē)能處，有(yǒu)事兒它真上(shàng)”。

問題是，這樣一個(gè)全能型的，堪稱“六邊形”戰士的氫能源車(chē)，怎麽就沒在大(dà)街(jiē)上(shàng)看到幾輛(liàng)？未來(lái)的某一天，我們能開(kāi)上(shàng)這樣一輛(liàng)沒有(yǒu)裏程焦慮的車(chē)嗎？

一個(gè)堪稱完美的解決方案

氫燃料電(diàn)池汽車(chē)，被喻為(wèi)近乎完美的車(chē)用能源“終極形式”。

不用說太多(duō)，我們随便挑幾個(gè)關鍵點。

足夠環保。每公斤汽油，燃燒以後産生(shēng)2.9251公斤的二氧化碳。而氫能源車(chē)，以宇宙中最豐富和(hé)最清潔能源——氫氣為(wèi)能量來(lái)源，排放隻有(yǒu)水(shuǐ)，不會(huì)産生(shēng)任何污染物質。

能源取之不盡用之不竭。氫能源是著名的可(kě)再生(shēng)能源，除了用工業副産品制(zhì)氫外，還(hái)可(kě)通(tōng)過煤制(zhì)氫以及利用光伏、風電(diàn)等可(kě)再生(shēng)能源電(diàn)解水(shuǐ)制(zhì)氫。

高(gāo)效。氫能的能量密度是汽油的3倍，锂電(diàn)池的150倍。依靠這種超高(gāo)能量密度驅動的車(chē)輛(liàng)，續航裏程很(hěn)容易達到甚至超過現有(yǒu)燃油汽車(chē)。北美市場(chǎng)銷售的豐田Mirai新車(chē)型，在海外測試中的實測續航裏程達到了1003公裏。

完美避開(kāi)純電(diàn)車(chē)的各種缺陷——不怕低(dī)溫、補能隻需幾分鍾。這次冬奧會(huì)期間(jiān)投入使用的氫能源車(chē)，已經能夠做(zuò)到零下三十度以下的冷啓動。

來(lái)源 /視(shì)覺中國

為(wèi)了實現這一終極形式，歐洲的車(chē)企20年前就開(kāi)始布局氫燃料電(diàn)池，日韓兩國今天還(hái)在埋頭研發。

學過化學的朋友(yǒu)都知道(dào)，氫和(hé)氧發生(shēng)化學反應，會(huì)産生(shēng)能量和(hé)水(shuǐ)。這也是氫能源車(chē)的基本工作(zuò)原理(lǐ)。

具體(tǐ)路徑上(shàng)，氫能源車(chē)目前衍生(shēng)出兩種技(jì)術(shù)路線。既然氫氣是一種可(kě)燃氣體(tǐ)，自然可(kě)以通(tōng)過內(nèi)燃機燃燒使用，由此誕生(shēng)了一派專門(mén)研發氫能內(nèi)燃機。但(dàn)是直接燃燒氫氣，十分危險。

市場(chǎng)更多(duō)的是選擇氫燃料電(diàn)池的路線。氫燃料電(diàn)池車(chē)依靠氫燃料電(diàn)池電(diàn)堆中的氫氣與氧氣發生(shēng)電(diàn)化學反應産生(shēng)電(diàn)能驅動。

總結來(lái)說，相比于純電(diàn)車(chē)，氫能車(chē)續航長、加氫快，沒有(yǒu)裏程焦慮；相比于燃油車(chē)來(lái)說，氫能源車(chē)足夠清潔環保。

光環背後的缺陷

從理(lǐ)論上(shàng)看，氫能源汽車(chē)代表了未來(lái)，氫燃料電(diàn)池技(jì)術(shù)足以完爆石油與锂電(diàn)池。不過殘酷的現實是，氫能源汽車(chē)被電(diàn)動車(chē)、混動車(chē)燃油車(chē)按在地上(shàng)摩擦。

2021年，僅特斯拉一家(jiā)就賣出了93.6萬台電(diàn)動車(chē)。至于氫能源車(chē)，全球加起來(lái)也比不上(shàng)特斯拉銷量的零頭。

2020年全球共售出氫能源汽車(chē)9006台，其中 美國937台、中國1177台、韓國5823台。中國汽車(chē)工業協會(huì)統計(jì)數(shù)據顯示，2016年至2020年，國內(nèi)五年累計(jì)銷量僅為(wèi)7100台。

這次北京冬奧會(huì)運行(xíng)的超過1000輛(liàng)氫能源汽車(chē)，也僅僅是示範試點而已。

這麽多(duō)年下來(lái)，氫能源車(chē)的發展猶如龜速般緩慢。當年押寶氫能源路線的公司，現在紛紛逃離。

2020年4月23日，戴姆勒旗下的梅賽德斯-奔馳宣布終止開(kāi)發氫燃料電(diàn)池乘用車(chē)的計(jì)劃，并将停止生(shēng)産唯一的燃料電(diàn)池車(chē)型GLC F-CELL。2021年6月，上(shàng)汽集團發布公告決定終止燃料電(diàn)池汽車(chē)前瞻技(jì)術(shù)項目的研發。

上(shàng)世紀70年代，日本就已經押寶氫能源。然而，日本車(chē)企巨頭本田的新任CEO三部敏宏（Toshiro Mibe）自己打起了退堂鼓：本田在10年前已确定氫燃料技(jì)術(shù)不會(huì)成為(wèi)主流。

德清動力創始人(rén)兼總工程師(shī)陳啓忠告訴深途：“氫能源汽車(chē)發展的最大(dà)難題在于高(gāo)成本——全生(shēng)命周期的成本。”

電(diàn)動車(chē)當年也很(hěn)貴，尤其是占據成本40%的锂電(diàn)池價格居高(gāo)不下。但(dàn)是随着大(dà)規模的量産，分攤了高(gāo)昂的研發成本和(hé)生(shēng)産成本。電(diàn)動車(chē)的成本逐漸下降。

來(lái)源 /pexels

但(dàn)是氫能源車(chē)不同。氫氣并不單獨存在于這個(gè)世界，它需要制(zhì)氫、運氫、儲氫、加氫四個(gè)過程，每個(gè)環節的成本都不低(dī)。

氫氣的價格太高(gāo)，當前售價約為(wèi)60-80元/kg。以10.5米級氫燃料電(diàn)池客車(chē)為(wèi)例，氫氣價格如果是60元/kg ，一個(gè)氫燃料電(diàn)池客車(chē)平均每年至少(shǎo)花(huā)費30.2萬元在購買使用氫氣上(shàng)。

氫氣屬性活躍，運送、儲存氫氣同樣是個(gè)難題。國內(nèi)主要是用氣态的方式來(lái)儲存和(hé)運輸氫氣。這種方式成本較低(dī)，但(dàn)即便如此運輸成本也高(gāo)達10元/100km。而且在運輸環節，40噸重的長管拖車(chē)大(dà)約隻能運輸400kg的氫氣，效率極低(dī)。

加氫站(zhàn)等基礎設施配套也還(hái)很(hěn)不完善。在2021年底，英國隻有(yǒu)12個(gè)加氫站(zhàn)，遠遠低(dī)于加油站(zhàn)和(hé)公共充電(diàn)點的數(shù)量。中國汽車(chē)工業協會(huì)數(shù)據顯示，截至2020年底，國內(nèi)累計(jì)建成加氫站(zhàn)剛超過110座。

不算(suàn)上(shàng)氫，一輛(liàng)氫能源車(chē)的造價同樣昂貴。和(hé)電(diàn)動車(chē)一樣，氫能源車(chē)的核心結構是氫燃料電(diàn)池系統。這一系統主要分為(wèi)四個(gè)部分：電(diàn)堆、供氫系統、空(kōng)氣系統和(hé)熱管理(lǐ)系統。其中電(diàn)堆成本最高(gāo)。

在燃料電(diàn)池堆中，需要靠鉑作(zuò)為(wèi)催化劑——沒錯就是比黃金更稀有(yǒu)的鉑金。添加這麽一個(gè)貴金屬，想不貴都難。目前，每千瓦電(diàn)堆的售價為(wèi)：石墨闆二千元左右，金屬闆三千元左右。

“燃料電(diàn)池成本較高(gāo)導緻氫能源車(chē)的購車(chē)成本較高(gāo)。” 陳啓忠說。

2020年12月，豐田宣布第二代Mirai正式上(shàng)市，最低(dī)售價為(wèi)570萬日元（約合人(rén)民币35.71萬元）。

“資金投入不足也是限制(zhì)産業發展的另一個(gè)客觀原因。” 陳啓忠補充道(dào)。新一代能源車(chē)發展有(yǒu)兩個(gè)方向，一個(gè)是锂電(diàn)池電(diàn)動車(chē)方向，一個(gè)是氫能源汽車(chē)方向。但(dàn)很(hěn)少(shǎo)有(yǒu)主機廠選擇兩條腿走路，畢竟每一個(gè)技(jì)術(shù)路線都非常燒錢(qián)。而目前，隻有(yǒu)少(shǎo)數(shù)的主機廠選擇了繼續研發氫能源。

啥時(shí)候能開(kāi)上(shàng)氫能源車(chē)？

那(nà)人(rén)們還(hái)有(yǒu)機會(huì)買到一輛(liàng)超長續航、零排放的氫能源車(chē)嗎？

夠嗆。

大(dà)衆汽車(chē)集團CEO赫伯特·迪斯直接否定了氫能源乘用車(chē)：“你(nǐ)們不會(huì)看到任何氫能源的乘用車(chē)，在大(dà)規模市場(chǎng)中應用氫燃料電(diàn)池技(jì)術(shù)的想法太過樂觀了，10年內(nèi)都不可(kě)能，因為(wèi)這背後的物理(lǐ)學邏輯不合理(lǐ)。”

這倒不是因為(wèi)迪斯吃(chī)不到葡萄說葡萄酸，相反，迪斯看的很(hěn)明(míng)白。

前面提到的，制(zhì)氫、儲氫、運氫、加氫以及電(diàn)池成本，每一環節都是阻攔在量産前面的一座大(dà)山(shān)。

更關鍵是，電(diàn)動車(chē)市場(chǎng)已經爆發，氫能源車(chē)快馬加鞭也很(hěn)難趕上(shàng)。

清華大(dà)學教授歐陽明(míng)高(gāo)曾發文指出：“燃料電(diàn)池轎車(chē)，要想與純電(diàn)動轎車(chē)競争是不太可(kě)能的。現在純電(diàn)動轎車(chē)市場(chǎng)已經爆發，中長期看也不太可(kě)能改變為(wèi)氫燃料。但(dàn)是局部市場(chǎng)是有(yǒu)的，比如現在有(yǒu)性能很(hěn)好的燃料電(diàn)池轎車(chē)，今後5年賣出1萬輛(liàng)是可(kě)能的，畢竟燃料電(diàn)池轎車(chē)的粉絲不少(shǎo)。”

“所以，行(xíng)業的共識是，氫能源更适宜長途運輸場(chǎng)景，而電(diàn)動車(chē)更适宜城市配送、城市巴士、區(qū)域運輸。”陳啓忠指出。

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畢竟純電(diàn)動汽車(chē)的續航裏程有(yǒu)限，電(diàn)池組重量太大(dà)，充電(diàn)時(shí)間(jiān)太長。但(dàn)是氫能源沒有(yǒu)續航裏程限制(zhì)，而且補能時(shí)間(jiān)短(duǎn)，天然适合長途運輸。

比如重卡，其路線相對固定，以高(gāo)速公路為(wèi)主。那(nà)麽人(rén)們隻需要在固定路線上(shàng)建設幾個(gè)加氫站(zhàn)就可(kě)以了，沒必要類似電(diàn)動車(chē)一樣把加氫站(zhàn)全國範圍內(nèi)鋪開(kāi)。在加氫站(zhàn)上(shàng)的投入要遠小(xiǎo)于乘用車(chē)，成本也會(huì)降低(dī)不少(shǎo)。

但(dàn)要真的實現以氫能源為(wèi)動力的卡車(chē)、長途汽車(chē)在路上(shàng)跑，還(hái)是有(yǒu)很(hěn)長的一段路要求。

陳啓忠給出了兩個(gè)方案：第一，降低(dī)氫氣成本，這個(gè)需要等待一段時(shí)間(jiān)，約5-10年。第二，改進“燃料電(diàn)池”技(jì)術(shù)。比如，拓寬燃料适應性，燃料電(diàn)池除了用氫氣作(zuò)為(wèi)燃料以外，技(jì)術(shù)上(shàng)應該允許直接使用天燃氣、煤氣等其他燃料，避開(kāi)氫氣價格居高(gāo)不下的影(yǐng)響。除此之外提高(gāo)産品額定功率，提高(gāo)燃料效率。

“燃料電(diàn)池技(jì)術(shù)指标的提升或改進，可(kě)以讓燃料電(diàn)池技(jì)術(shù)大(dà)規模商業化應用。”陳啓忠總結道(dào)。

再回頭看最初的那(nà)個(gè)問題，氫能源車(chē)能叫闆電(diàn)動車(chē)嗎？

從世界範圍來(lái)看，锂電(diàn)池已經占據了主流，氫能源車(chē)很(hěn)難成為(wèi)“下一個(gè)電(diàn)動車(chē)”。但(dàn)氫能源确實是風口，隻不過這股風吹向了商用車(chē)。更形象一點說，它們都是從“減少(shǎo)碳排放”這個(gè)站(zhàn)點出發，如今行(xíng)駛在不同軌道(dào)上(shàng)，電(diàn)動車(chē)這條技(jì)術(shù)路線跑得(de)更快，但(dàn)是氫能源也漸漸找到了自己的節奏和(hé)玩法。

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