在发展多种新能源途径方面,以氢气代替汽油是一种更环保的理念。凭借零污染、可再生、加氢快、续航足等优势,氢燃料理论上完爆石油和锂电池。
氢燃料汽车研发方面日企一直走在前面,最近, 长安汽车CS75氢燃料车型的申报信息在工信部网站曝光,这意味着该车大概率将正式发布并投产。
消息传出,可能消费者都有点晕。氢燃料汽车是烧氢气吗?有什么优缺点?到哪里可以加氢气?
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氢燃料汽车也是增程式模式
从申报图来看,新车的外观与CS75燃油版车型基本一致,只不过该车在进气格栅边缘、雾灯饰条、车灯内部以及轮毂车标部分,增加了代表环保身份的蓝色饰条。
此前官方介绍,CS75氢燃料电池车的储氢罐,可将内部氢气加压至70MPa,储存更多的氢气,另外将氢气加满只需要五分钟。动力输出方式上,新车采用质子交换燃料电池与三元锂电池储能,其所搭载的驱动电动机,最大功率150kW,峰值扭矩295Nm,百公里耗氢1kg/100km,燃料电池系统功率36kW,系统最高效率为55%,行驶里程可达450km(氢)+60km(电)。
看完这段文字,怎么感觉和理想汽车的增程式模式非常相似?没错,的确原理一样,只不过理想汽车是烧汽油,氢燃料汽车是烧氢气。包括丰田Mirai在内,氢燃料电池车都是“锂电池”+“燃料电池发动机”的混合体,区别只是谁的成分多一点,谁的少一点罢了。
事实上,氢能汽车分为两种,一种是氢内燃机汽车,氢气燃烧后直接产生动力推动汽车;另一种是氢燃料电池车,是指氢物质与氧气在燃料电池中反应产生电力推动电动机,由电动机推动车辆。前者由于车辆能携带的氢气有限,很快就会消耗完,因此非常罕见。长安CS75氢燃料电池车和丰田Mirai一样,都属于后者。
目前,丰田Mirai二代技术参数也公布:新车基于GA-L后驱平台打造(雷克萨斯LS同平台),续航里程可达650km;动力方面,全新Mirai驱动电机最大功率为184马力,最高时速可达175km/h;而最重要的氢气罐还升级为三个,并且呈T字型布局设置在后排座椅和行李箱的下方,同时三个储氢罐可装载5.6kg氢气(老款为4.6kg)。这一车型仅在北美、日本销售。
氢燃料汽车的使用成本如何呢?按照已经量产的丰田Mirai为例,加满一次氢气约5000日元,能跑500公里,算下来折合人民币约0.6元/公里,有点小贵啊,和汽油车成本差不多了,远远高于纯电车的行驶成本。
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那些制约氢燃料汽车壮大的因
实际上,制约氢燃料汽车普及的因素很多,行驶成本只是微不足道的一环。
首先,如果说纯电车充电不方便,那么加氢气可能会更不方便。
虽然加满氢气的时间仅仅需要3-5分钟,但是在氢燃料汽车完全普及之前,找到加氢站的难度会远远高于目前找到超级充电站。即使在日本,丰田、本田、JXTG能源、岩谷工业以及日本政策投资银行在内的日本11家企业宣布成立了一家新公司,名为“日本氢站有限责任公司”(简称JHyM),但是加氢站数量依然太少,用户抱怨声音经常出现。
同时,纯电车的用户可以在自家安装充电桩,但氢燃料汽车的用户可没有办法自建一个加氢站。加氢站的成本不菲,在用户数量没有形成规模之前,民间资本也不会轻易进入这一领域。
其次,目前的氢燃料车空间布局问题,造成车内可使用空间不足。
氢能源车型由于携带容积不小的氢气罐,会大大占用车内使用空间。一个在日本的笑话是:你可以成功地在8座车(日产Serena的长宽为例)的空间中造出4座车(Mirai)。对于非常在意车内空间的中国人来说,这一点可能会更加让人无法接受。
目前氢能源车型普遍使用常温高压氢气罐,体积太小就会影响续航里程;如果采用低温液态氢来存储,那么维持低温所消耗的电能将消耗1/3的携带能量。这的确是一个两难的问题。
第三,民众的心理接受程度。
虽然氢燃料电池比锂电池更安全,但是普通民众还是谈“氢”色变,轻易不敢尝试。氢燃料电池车中有氢气留存的地方主要是电池堆和储氢罐两个部分。一旦检测到氢气泄露,氢气可以迅速被切断。此外,氢气的特点是非常轻,泄漏之后迅速上升,只要通风良好,在开阔的马路上一般不会发生爆炸危险(发生爆炸需要达到一定浓度)。由于氢燃料电池汽车安全性科普长期缺失,民众对氢燃料电池的忧虑一直没能消除,市场教育尚待时日。
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氢能源是汽车动力终极形态吗?
既然氢能源汽车存在这么多的问题,为什么丰田、长安等汽车还要花费巨资去研发氢能源汽车呢?
一种观点认为,氢能源汽车会是汽车动力,甚至小型动力单元(发电机)的最终形态。
为什么不是纯电车呢?首先,充电慢永远不能解决。想想逢年过节的高速路排长队加油的汽车,每次耗时5分钟都满满的长队,如果大家都用电动汽车会是什么样的景象?即使用上超级快充,每台车也需要30分钟时间。
同时,如果纯电车得到大规模普及,对目前电网冲击之大是难以想象和难以解决的。一台特斯拉极速充电模式的电流达到了192A,相当于家用40台壁挂式空调,如果电动汽车大规模普及,不仅现有发电规模需要提升几十倍,更会让现有的电网规模瞬间崩溃。
此外,虽然纯电车的行驶成本很低,但是电池是有使用寿命的,每公里使用成本应该折算电池成本。而氢燃料汽车的电池工作原理不同,使用寿命大大高于传统锂电池。
最后,现有的风力发电和氢燃料电池形成了最佳搭配。众所周知,风力发电是清洁能源,但是因为风的不确定性,这种清洁能源无法大规模并入到传统电网。但是如果风力发电机用作制氢,不仅突破了自身电力不可预知和持续性的缺陷,更为氢动力汽车能源有了革命性突破——只要有风力发电机的地方就可以利用一切时间制氢,并储存下来。
写在最后
氢气加氧气生成水这个朴素的道理,将成为燃料电池车在营销上一个无与伦比的“噱头”。设身处地想一下:一位没什么专业知识的老百姓看到车子开来开去排放出来的只有水,这是一件多么美妙的事情啊。
也许目前看上去还很鸡肋的氢燃料汽车,10年后就是另一番局面。股市神话不仅属于特斯拉、蔚来、小鹏、理想,氢燃料汽车会有这个机会吗?
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