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基础设施建设难度大 浅谈氢燃料电池车发展现状

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相较于纯电动车,氢燃料电池车的发展似乎并不那么引人注目。其实早在上世纪60年代,氢燃料电池就已经被应用在了汽车上,可以说是历史悠久。到了近些年,除了少数日本品牌在氢燃料电池车领域有所建树,大部分车企都没有把发展的重心放在这一领域,即便是在新能源车发展最为迅猛的中国氢燃料电池车也是被边缘化的一类车型。那么,在下面的文章中,我将详细为您介绍氢燃料电池车的优劣势,以及其在我国的发展现状,并分析此类车型难以大范围推广的真正原因究竟出在何处。

图1

图3

氢燃料电池的基本原理是电解水的逆反应,把氢和氧分别供给阳极和阴极,氢通过阳极向外扩散,并与电解质发生反应,释放出的电子通过外部的负载到达阴极,是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。氢燃料电池车利用燃料电池产生的电供能,带动电动机运转,从而使车辆正常行驶。

它从外表上看有正负极和电解质等,像一个蓄电池,但实质上它不能“储电”而是一个“发电厂”。也就是说,氢燃料电池与其他纯电动车不同的是,其无需充电,只需加氢,使用习惯上类似于普通燃油车,非常方便。

其在能量转化效率方面与传统燃油车相比更具优势,氢燃料电池车能量转化效率高达60-80%,比内燃机效率高1.5-2倍。

虽然平时我们接触氢燃料电池车的机会不多,不过已经有不少厂商开始着手于氢燃料电池车的研发和推广,其中名气最大、最被人熟知的当属日系两强丰田和本田旗下的两款车——Clarity和Mirai了,此前我们也曾对这两款车进行过详细的解读,今天咱们就简单看一看两款车分别有着怎样的特点。

图5

在外观方面,Clarity的设计中规中矩,本田并没有因为其氢燃料电池车的特殊身份而设计一套与众不同的外观,而是延续了本田近年来的家族化设计语言,如此低调的一款车,即便是出现在大街上,估计也没有多少人注意到它的存在。

这款车最突出的特征就是一气呵成的溜背线条以及半覆盖式的后轮设计。近期的本田车型都非常喜欢采用溜背设计,思域、新雅阁都是如此。其后轮部分的半覆盖式设计辨识度极高,这样做的目的主要是为了消除后轮部分的空气扰动,有助于气流顺畅的流向尾部,进一步提升了车辆的空气动力学。

动力部分,Clarity的最大功率达到了130kW,峰值扭矩为300N.m,续航里程可达589km,这样的动力性能表现完全能够满足日常驾驶需求。

图6

Mirai在日语中是未来的意思,从命名就可以看出,丰田将其视为未来的发展方向,寄予了很高的希望。

与Clarity完全不同,Mirai的外观设计非常激进,无论是细节还是整体造型,Mirai都非常锋利,视觉冲击力十足,不过,其别致的侧面造型并不是所有人都能够接受的,喜欢的人特别喜欢,不喜欢的也是完全无法理解。

该车的最大输出功率可达114kW,峰值扭矩335N.m,最大续航里程为502km,从参数上看,Mirai与Clarity的差距并不大,两者在动力上的调教各有侧重,而续航里程的长短对于燃料补充速度极快的氢燃料电池车来说也并不是那么重要了。

小结:如果抛开加氢站数量的问题,单从车辆综合表现来看的话,丰田Mirai和本田Clarity都有着不错的实力,氢燃料电池车在延续燃油车使用习惯的同时做到了零排放,的确有独到之处,但是看问题还是要综合考虑,下面,我们就结合实际情况来看看氢燃料电池车都有着怎样的优势和无法回避的劣势。

图8

氢燃料电池最大的优势不用我说您也知道,就是零排放。氢燃料电池车行驶时的排放物只有水,对于环境没有任何破坏。而在能量密度上,氢能也有着一定的优势,以KWh/kg为系数,氢能为33.3,天然气13.8,汽油12.1,煤气8.4,从参数上看,氢能的能量密度比汽油高出2倍多,这也使得氢燃料电池车在重量控制方面难度有所降低。

图9

而在日常使用方面,氢燃料电池车的使用习惯非常接近一般燃油车,仅需3分钟左右的加氢,便可续航500-700km,无论是在燃料补充速度上,还是在续航里程上,氢燃料电池车都达到了与燃油车持平的水准。相比纯电动车动辄几小时的充电时间,氢燃料电池车的使用便利性不言而喻。

除了使用层面优势明显,燃料电池车在资源储备上相比燃油车也有着不小的优势,氢属于二次能源,其资源非常丰富,只要有水就能够制造出氢,可以说是取之不尽。

有朋友会问了,既然氢燃料电池车在环保方面表现如此出色,为什么其在我国的推广效果却并不理想呢?其实在氢的制造、储存、运输等方面,都有一些难以避免的问题存在,下面,咱们就来说说氢燃料电池车的劣势。

图11

首先,在氢的制取环节,也存在着污染问题。目前工业上主要依靠电解水的方式制取氢气,而电解水所需的电能大多数还是依靠传统火电,这样一来,我们常说的纯电动车伪零排放、转移污染的问题在氢燃料电池车上也同样存在,所以只要是采用火力发电,零排放还是无法实现。另外,高纯度的氢提炼难度大,而纯度不够则会影响车辆性能表现,这都是制氢环节的难点所在。

图12

其次,氢气如何存储也是一个不小的问题,气态氢气需要高压气罐储存,液态氢气则需保持低温,对容器的要求较高。由于其易燃易爆的特性,不少人对氢燃料电池车的行驶安全性都存在质疑。特斯拉CEO埃隆·马斯克就曾经调侃说,氢气非常危险,它更适合做火箭燃料,而不是用在汽车上。相信这也代表了一部分消费者的观点。

图13

最后,也是最重要的一点,就是相关基础设施建设力度不足。大力推广氢燃料电池的日本全国共有约100个加氢站,而目前国内的加氢站仅有6座,分布在北京、上海、河南、广东等地。这样的加氢站数量显然无法达到使用要求,所以即便氢燃料电池车加氢速度够快,找不到加氢站也是没有任何意义的。

图14

除了建设加氢站所需成本极高以外,我国加氢站数量较少也与技术路线的制定有关,早在多年前,我国就已经确定将纯电动车作为主要发展方向,为此,在近些年,国家在电网和充电站的建设上也投入了巨大的资金。短短几年时间,我国的充电桩数量已经增加至45万个,虽然现阶段依旧存在着利用率不足等问题,但是从规模上看,汽车充电的便利性已经远超加氢。所以,在这种现状下,我国显然不可能放弃原有发展路线转而发展氢燃料电池车,这也是氢燃料配套设施建设进展缓慢的原因所在。

图15

总结:经过冷静地分析,您会发现,氢燃料电池车只是看起来很美而已,在其众多为人称道的优点背后,其实隐藏着很多的问题,这都是我们不得不去面对的。不过,不可否认的是,氢燃料电池的确有希望成为最终解决方案,只不过在现阶段的发展中,可能遇到了一些瓶颈,相信随着科技的不断发展和进步,氢燃料亦或是纯电动汽车都将逐步走向完美。

来源:搜狐汽车

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