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魏文
在嚴(yán)苛的排放以及碳排放要求下，汽車動(dòng)力的終極解決方案究竟是什么？
很多人可能會(huì)在第一時(shí)間想到純電動(dòng)。盡管仍有著這樣那樣的問題，但越來越多的消費(fèi)者開始接受純電動(dòng)汽車，乘聯(lián)會(huì)數(shù)據(jù)顯示，2021年1-2月，中國純電動(dòng)汽車銷量達(dá)到20574輛，同比增長377%，同期傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力汽車銷量同比增幅為61.3%。
并且伴隨著三電技術(shù)，尤其是電池技術(shù)的發(fā)展，純電動(dòng)汽車的續(xù)航焦慮、充電難、安全問題也得到了一定程度的緩解，這些技術(shù)的進(jìn)步進(jìn)一步增強(qiáng)了純電動(dòng)汽車的競爭力，為純電動(dòng)汽車進(jìn)一步普及提供了沃土。
但純電動(dòng)真的是汽車動(dòng)力唯一的終極解決方案嗎？在這樣的討論中，氫燃料電池汽車往往被大眾所忽略。
排放只有水的真環(huán)保汽車
如果橫向?qū)Ρ燃冸妱?dòng)汽車和內(nèi)燃機(jī)汽車，氫燃料電池汽車在方方面面都要美好很多。首先是環(huán)保，當(dāng)前內(nèi)燃機(jī)汽車通過深度電氣化，已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)和純電動(dòng)汽車接近的碳排放。中國汽車工程學(xué)會(huì)（SAE-CHINA）的數(shù)據(jù)顯示，如果按照Well to Wheel（油井到車輪）的評價(jià)方式，高效HEV（油電混合動(dòng)力汽車）能夠?qū)崿F(xiàn)110g CO2/km的碳排放量，在以火力發(fā)電為主的中國，BEV的排放量則為112g CO2/km。
氫燃料電池的反應(yīng)產(chǎn)物只有水，不牽扯其他的污染物，尤其是以二氧化碳為代表的溫室氣體。同時(shí)氫氣的制取能夠使用太陽能、風(fēng)能、潮汐能等不穩(wěn)定能源，并且可以通過整個(gè)電網(wǎng)的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)“削峰填谷”，通過電能-氫能的轉(zhuǎn)化，儲(chǔ)存谷時(shí)過剩的電量，提升電能的利用率。
另一方面，和純電動(dòng)汽車相比，氫燃料電池能量補(bǔ)給速度很快，加氫和加油所用的時(shí)間差不多。所以氫燃料電池不會(huì)讓人有里程焦慮，使用場景與燃油車無異。以本土在日本、美國推出的Clarity為例，只需要三分鐘就可以充滿儲(chǔ)氣罐，并且實(shí)現(xiàn)750km的續(xù)航。
在近年的沃德十佳發(fā)動(dòng)機(jī)評選中，日韓的氫燃料電池驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)多次上榜：現(xiàn)代Nexo上的120kW氫燃料電池驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)入選2019年沃德十佳發(fā)動(dòng)機(jī)；本田Clarity的氫燃料電池驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)入選2018年沃德十佳發(fā)動(dòng)機(jī)。
既然氫燃料電池這么好，那么為什么現(xiàn)在沒有普及呢？這是因?yàn)槟壳叭匀挥兄鴰讉€(gè)限制氫燃料電池的掣肘。
首先自然是安全性，氫氣是一種相當(dāng)危險(xiǎn)的氣體，氫氣爆炸極限是4.0%～75.6%（體積濃度），意思是如果氫氣在空氣中的體積濃度在4.0%～75.6%之間時(shí)，遇火源就會(huì)爆炸。那么在氫氣的運(yùn)輸、包括最終的用車環(huán)節(jié)中，氫氣都是一個(gè)不安定的因素。在本田的Clarity上，不僅氣罐有著超強(qiáng)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，同時(shí)通過裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測，避免氫氣泄露，為的就是保證安全。
并且氫氣作為一種氣體，想要大規(guī)模地運(yùn)輸、存儲(chǔ)并不容易。氫氣想和汽油一樣使用氣罐車運(yùn)輸，其運(yùn)輸壓力高達(dá)20-50Mpa。氫燃料電池車上想要存儲(chǔ)足夠的氫氣，也需要對儲(chǔ)氫罐進(jìn)行加壓，Clarity上的儲(chǔ)氫罐工作壓力高達(dá)70MPa。
這意味著儲(chǔ)氫罐成本必然不會(huì)太低，加上燃料電池內(nèi)各種貴金屬（譬如鉑，就是鉑金的鉑）和較小的市場體量，氫燃料電池汽車的成本和售價(jià)一直處于高位。目前成本控制比較好的豐田Mirai，單車售價(jià)仍舊接近30萬人民幣。
另一方面，和電動(dòng)車充電樁相比，充氫站的普及也存在著極大的難度。一方面是氫燃料電池汽車還沒有大規(guī)模投入使用；另一方面，由于成本、安全等因素，建設(shè)充氫站的成本也一直居高不下。中信證券的研報(bào)顯示，建設(shè)一個(gè)充氫站的成本在1500萬元左右，是充電站的三倍左右，其中很大一部分成本是設(shè)備成本。這些因素制約了氫燃料電池汽車的普及和推廣。
但不可否認(rèn)，氫燃料電池汽車本身所具備的特性依舊擁有足夠的吸引力，當(dāng)前除了Allin純電動(dòng)的歐美車企外，日韓車企已經(jīng)在氫燃料電池領(lǐng)域進(jìn)行了深度的布局。
2019年3月，日本政府公布《氫能利用進(jìn)度表》，旨在明確至2030年日本應(yīng)用氫能的關(guān)鍵目標(biāo)。主要包括：到2025年，使氫燃料電池汽車價(jià)格降至與混合動(dòng)力汽車持平；到2030年，建成900座加氫站，實(shí)現(xiàn)氫能發(fā)電商業(yè)化，并持續(xù)降低氫氣供應(yīng)成本，使其不高于傳統(tǒng)能源。
氫能源技術(shù)路線，中國車企并不缺席
當(dāng)前的中國新能源汽車市場中，純電動(dòng)汽車依舊是主流，但這并不意味著中國車企放棄了氫能源技術(shù)路線。除了純電動(dòng)外，在中國“十四五”開局之年，氫能被納入戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，已站在產(chǎn)業(yè)風(fēng)口。
多家中國車企均發(fā)布了自己的氫燃料電池技術(shù)發(fā)展路線圖：上汽集團(tuán)在2020年發(fā)布“氫” 戰(zhàn)略，推出燃料電池MPV上汽大通EUNIQ7，并力圖形成萬輛級(jí)燃料電池整車產(chǎn)銷規(guī)模，市場占有率超10%；奇瑞正在開發(fā)的艾瑞澤5增程式燃料電池轎車，有望幫助中國燃料電池乘用車領(lǐng)域取得重大突破。
3月長城汽車亦召開氫能戰(zhàn)略發(fā)布會(huì)上，宣布建立國際級(jí)“制—儲(chǔ)—運(yùn)—加—應(yīng)用”一體化供應(yīng)鏈生態(tài)，并公布了國際領(lǐng)先的車規(guī)級(jí)“氫動(dòng)力系統(tǒng)”全場景應(yīng)用解決方案—?dú)錂幖夹g(shù)。
中國車企的先后入局，有望幫助中國汽車追趕日韓在氫燃料電池汽車市場和技術(shù)的領(lǐng)先地位。以長城汽車為例，其發(fā)布的氫檸平臺(tái)在氫能產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈的核心技術(shù)和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了“電堆及核心組件、燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)及組件(控制器等)、Ⅳ型儲(chǔ)氫瓶、高壓儲(chǔ)氫閥門、氫安全、液氫工藝”六大核心技術(shù)和產(chǎn)品的知識(shí)產(chǎn)權(quán)完全自主化，其中多項(xiàng)技術(shù)均突破了“卡脖子”的行業(yè)痛點(diǎn)，從而支撐氫燃料電池汽車真正實(shí)現(xiàn)高效率、高性能、長續(xù)航、全氣候行駛和全領(lǐng)域應(yīng)用。
上汽集團(tuán)早燃料電池系統(tǒng)核心部件PROME M3H電堆亦實(shí)現(xiàn)完全自主設(shè)計(jì)開發(fā)，58個(gè)一級(jí)零部件全部國產(chǎn)化，自主化程度和國產(chǎn)化率均達(dá)到了100%。
中國工業(yè)和信息化部裝備工業(yè)一司副司長陳克龍認(rèn)為，目前全球汽車行業(yè)都處于“百年未有之大變局”。在新四化的大勢之中，起步較晚的中國汽車產(chǎn)業(yè)有了實(shí)現(xiàn)“超車”的機(jī)會(huì)。和歐美Allin純電動(dòng)，日韓重注氫能源不同，中國汽車產(chǎn)業(yè)在純電動(dòng)、氫燃料電池、高效混合動(dòng)力等多種技術(shù)路線進(jìn)行了全面的布局。面對未來的不確定性，厚積薄發(fā)的中國汽車已經(jīng)抓住了超越德日等汽車強(qiáng)國的先機(jī)。
來源：新聞晨報(bào) 作者：魏文
