有生之年,我们看得到燃料电池车的普及吗?

我们选择停留在纯电路线 , 还是转向氢动力路线 , 并非不可交融 , 在不同的阶段还会有不同的答案 。 有时候 , 可能就是水到渠成的事情 , 因为历史的一切都将是最优的选择 。
最近 , 刷到一个有趣的问题 。
未来 , 在新能源汽车领域 , 究竟是电能 , 还是氢能的天下?
多年以来 , 我们似乎并没有怀疑过 , 氢能会是新能源的终极解决方案 。
在诸多推演动力路线的论文中 , 也愿意将氢能放在终点的位置 , 之前的过渡期则是纯电驱动 。
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即便看政策指引 , 我们也没有仅仅押赌某一条路线 , 而是多线并行 。 氢燃料电池一直都在补贴之列 , 插电混动和纯电动车型亦欣欣向荣 。
这个世界并不是“非黑即白” , 多元共存将是常态 , 但会有主有次 , 而且因时而变 。
我们姑且可以站在当前的潮头看 , 谁更有机会占据未来的主流 。
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我们在《内燃机之生?》中提到一个观点:新能源已经分出了阶段性的优胜者 。
各大全球车企(尤其是丰田和大众)陆续坚定了电动化战略 , 纯电动的技术路线正在被全面认可 。
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大众在下一阶段的关键词是“MEB平台” , ID.3能否成为“纯电动时代的高尔夫” , 这几乎是一场赌局 , 但大众没有退路 , 必须占领新高地 。 丰田凭借混动技术 , 在当年以美国加州为圆心的油耗大战中脱颖而出 , 后来 , 又决心跳过纯电技术 , 朝着氢燃料电池跨越 , 但目前折回了纯电路线 。
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回头一望 , 这个世界正在为电动车而兴奋 。 特斯拉的股票市值疯狂追高 , 稳坐行业第一 , 是一个最典型的例子 。 中国市场是“关键先生” , 其市场导向也影响了全球车企的战略决策 。
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纯电车型“香饽饽” , 燃油车电气化 , 并在动力体系中长期共存 , 而氢燃料电池车型从未放弃 , 但落地量产却也茫茫远 。
俨然 , 关于新能源一哥之争 , 纯电车型明显盖过了氢燃料电池车型的风头 。
氢能那么美好 , 热值相当高 , 燃烧排放后只有水 , 看上去真的是“完美燃料” 。
我们认为 , 世界上已经发生了2次能源革命:第1次是煤炭取代木材 , 第2次是石油取代煤炭 。
第3次被认为是氢能取代石油 。
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氢能的载体是氢气 , 这仍然是一种“燃料思维” 。 那么 , 就需要和汽油或柴油一样 , 考虑制取、运输及加注的过程 。
氢气并不是自然界随处可见的 , 需要制取 , 但必须面对能耗与污染的原罪考验 。
1.工业副产品制氢 , 比如焦炉气中富氢 , 提纯后可以使用 。 但既然是副产品 , 未必可以大规模供应 , 况且提纯本身也是需要成本的 。
2.电解水制氢 , 在高中化学课上接触过 , 对于电能的消耗是巨大的 。
3.化石燃料制氢 , 也就是将煤炭、石油、天然气通过某种手段转化为氢气 , 但这些本来就是宝贵的不可再生资源 。
4.甲醇甲烷制氢 , 原材料可能来自于生物发酵 。
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目前 , 如果想大量供应氢气 , 还是得依靠化石燃料 , 或者 , 使用大量电能 。 但很显然 , 如果在源头摆脱不了化石燃料 , 或者大量用电仍然是火力供应 , 很难说氢能真的“洁净” , 又经过几重效率转换 , 比起直接燃用化石燃料或者用电驱动 , 实际效率也未必更高 。
氢气作为一种燃料 , 仍要考虑从生产端到消费端的运输问题 。 不可否认的是 , 在实际中 , 液体燃料更容易运输 。 常言道“水无常形” , 所以 , 液体燃料既可以适应各种罐装的形状 , 也有可能利用管道远距离运输 。
相反 , 气体是最难运输的 。 由于氢气的体积密度小 , 更需要进行高压液化 , 泄露风险也更大 , 相应的 , 运输成本也是一笔巨大的支出 。
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真正来到消费端 , 还需要建设加氢站 。 这是一个从零开始建设的氢能网络 , 要达到像加油站那样的覆盖面 , 必须持续投入大量资金 。 纵使氢能代表了未来 , 但在抵达未来之前 , 却还有无数的困难需要克服 。
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现阶段 , 有一种制氢用氢的路线正在被重视 , “甲醇制氢 , 即制即用” 。 遵循的关键原则:液态形式是能源的最佳载体 。
相当于 , 在制取端、运输端 , 我们所制取、所运输的 , 不再是氢气 , 而是甲醇 , 难度与成本降低很多 。
而且 , “甲醇加注站”可以在现有加油站的基础上进行改造 , 简单到可能就是汽油罐换成甲醇罐的事情 , 比起氢能网络 , 又可以剩下一笔钱 。
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“即制即用”的意思 , 就是将氢气的产生归入消费端 。 在这样的用车场景下 , 向车载储料箱加注液体甲醇 , 甲醇与水在催化后产生氢气 , 再进入氢燃料电池系统向电机供电 , 电机驱动汽车行驶 。
这一套过程行云流水 , 等同于在车内加装了一个微型制氢装置 。
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但细细分析 , 我们也必须挑破另外一个事实 。 车内这套系统很复杂 , 在效率转化上又增加了一个环节 , 甲醇变成氢气 , 氢气产生电 , 电能再驱动电机 , 环节一多 , 效率肯定有所损失 。
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毕竟 , 甲醇可以在汽油机中被点燃 , 也可以在柴油机中被压燃 。 也就是说 , 甲醇内燃机是存在的 , 直接当燃料用 , 香不香呢?况且 , 甲醇怎么制取呢?目前 , 想要大规模制取 , 仍有赖于煤制甲醇 , 很显然 , 底子仍然是化石燃料 。
其实 , 新能源欣欣向荣的背后 , 是我们讲到的能源安全问题 。
如果有机会在能源上做到自给自足 , 那就不会被别人扼住咽喉 。
我们国家的能源现状是“富煤少油” , 煤炭资源值得好好利用起来 , 之所以仍以火力发电为主 , 也是因为这是成本最优的选择 , 而且可以持续供应煤炭 。
大家对于火力发电 , 总是有些“谈虎色变” , 认为其污染大、效率低 , 但今时不同往日 , 电力本身也在不断进步 。 纵使燃煤有污染 , 在电厂很适合集中治理 , 再不是黑烟滚滚的景象 。
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而且 , 我国最大的优势在于基建能力强 , 电网系统可以穿山过河 , 铺设到人民需要的各个地方 。 纵使遇到重大灾害 , 我们的电网系统也可以迅速恢复 。 获取电能 , 对于我们而言 , 可能是更容易的 。 相比于石油 , “煤生电”在能源供给上更安全 。
所以 , 电能更加适合我们的能源体系 。 但是 , 我们从没有放弃过氢能 , 只要氢能的获取成本更低 , 能源效率更优 , 仍有机会开启新的时代 。
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日本的情况则不同 。
这是一个无法自产能源的国家 , 无论是煤 , 还是石油 , 都需要进口 。 所以 , 他们希望发展核电 , 完成能源替换 , 但福岛核泄漏事件 , 让核电的进程戛然而止 。
而氢能则是取代核能的新方向 。 通过一系列战略与法案的颁布 , 日本明确提出加速建设和发展“氢能社会”的战略方向 , 并将氢能社会的构建分为三个阶段:到2025年扩大氢能适用范围 , 到2030年全面引入氢发电和建立大规模氢能供应系统 , 从2040年开始全面实现零排放的制氢、储氢、运氢 。
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所以 , 可以理解了 , 相比于纯电路线 , 日本车企更加坚持氢动力 。 只是 , 当前又再折回于纯电路线 , 一是全球大势所趋 , 二是氢能普及实在太难了 。
但毫无疑问 , 目前日本拥有全球最多的加氢站 , 他们也没有放弃 。
从结构上看 , 氢燃料电池汽车的本质是一台电动车 。 其中 , 氢燃料电池起到了增程器的作用 , 可以解决纯电续航里程短的问题 , 而且加氢更快 , 所以电动车补电也更快 。
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【有生之年,我们看得到燃料电池车的普及吗?】不过 , 时代在发展 , 纯电动车的短板问题正在被补齐 。 电池能量密度在提升 , 续航里程越来越长;充电桩也在快速普及 , 快充模式的体验也很好 , 所以 , 补电也不是问题 。
当充电桩也被纳入新基建的时候 , 我们有理由相信 , 电动车该担忧的事情越来越少了 。
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未来十年里 , 能源一定是多元共生的状态 , 但主次还是会有所区分的 。 电动车在未来十年会逐渐从“又不是不能用”过渡到“能用” , 而燃料电池汽车的目标则是从“不能用”变成“又不是不能用” 。 大家比赛的是谁“能用”的步伐更快 , 谁先能攻破大规模应用的核心难题 。 在不同的场景下 , 总会有最优的选择 。 纯电动汽车无疑是可预见时间里的阶段性胜利者 , 而理论上更有优势的燃料电池汽车同样也不应被放弃 。


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