現(xiàn)代氫燃料電池汽車

隨著動(dòng)力電池技術(shù)的發(fā)展，電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程達(dá)到500公里已經(jīng)是一件很平常的事情，這個(gè)數(shù)據(jù)基本追平了家用燃油車加滿一箱油后的行駛里程。但是電容量越大充電所需的時(shí)間也就越多，而氫燃料電池以補(bǔ)充燃料速度快這一特點(diǎn),更傾向于消費(fèi)者用車習(xí)慣。

氫燃料電池的優(yōu)勢(shì)

據(jù)了解氫燃料電池可以在5分鐘左右補(bǔ)充將近700公里左右續(xù)航里程所需要的電量，要滿足相同續(xù)航里程的情況下，電動(dòng)汽車使用快速充電模式需要1小時(shí)左右，所以在續(xù)航里程上和絕大部分電動(dòng)汽車相差無(wú)幾，唯獨(dú)在充電所需時(shí)間上要優(yōu)于電動(dòng)汽車，簡(jiǎn)單一點(diǎn)說就是在用車上更加方便。

氫燃料電池的另一大優(yōu)勢(shì)，當(dāng)車輛出現(xiàn)緊急情況電池組不提供電量，此時(shí)搭載氫燃料電池的汽車行車電腦就會(huì)收到該信息流，并且開啟發(fā)電機(jī)來(lái)啟動(dòng)氫燃料罐中的氫氣繼續(xù)給車輛提供動(dòng)力。氫燃料存儲(chǔ)在罐中是不會(huì)因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間不使用而逐漸減少，而動(dòng)力電池就不具備該特點(diǎn)，當(dāng)它在不經(jīng)常使用時(shí)電量就會(huì)慢慢流失。因此，氫燃料電池技術(shù)的普及可以改善現(xiàn)有社會(huì)能源結(jié)構(gòu)和能源利用效率。

在電池使用達(dá)到壽命后，鋰電池里的貴金屬等材料是需要回收的，但是大容量的鋰電池回收會(huì)有不徹底、不清潔、回收效率低。氫燃料電池，利用電解水的逆反應(yīng)，在催化劑的作用下產(chǎn)生電能直接供給電動(dòng)機(jī)，所以不需要考慮回收的問題。

氫燃料電池

氫燃料電池的研發(fā)與應(yīng)用

就目前日本的豐田公司和韓國(guó)的現(xiàn)代公司，在氫燃料電池技術(shù)上發(fā)展已經(jīng)相對(duì)成熟，技術(shù)成熟是一方面，如果沒有氫燃料站等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，該技術(shù)發(fā)展和推廣是有很大的局限性。

現(xiàn)代汽車早在1998年就已經(jīng)開始對(duì)氫燃料電池車的研發(fā)與布局，現(xiàn)代汽車是全球第一家實(shí)現(xiàn)氫燃料電池汽車量產(chǎn)的汽車企業(yè)，它們認(rèn)為氫燃料電池汽車是新能源汽車最好的發(fā)展趨勢(shì)之一。

所以豐田和現(xiàn)代一邊發(fā)展氫燃料電池技術(shù)的同時(shí)還推廣在本土建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施。現(xiàn)代計(jì)劃在韓國(guó)南部建設(shè)兩座氫燃料生產(chǎn)廠，在全國(guó)推廣1兆瓦的加氫站，豐田則依托廣島研發(fā)中心和愛知縣豐田設(shè)計(jì)總部，在其周邊修建氫燃料站，推廣至日本四島部分主要城市中，共計(jì)建造92座加氫站來(lái)滿足氫燃料汽車補(bǔ)充燃料的需求。

從1998年至今氫燃料電池車到現(xiàn)在沒有大規(guī)模普及，是因?yàn)樽陨硪恍l件的限制。一方面，氫燃料生產(chǎn)過程是否清潔還沒有一個(gè)準(zhǔn)確的標(biāo)準(zhǔn)，另一方面，在生產(chǎn)和儲(chǔ)存技術(shù)上成本相比動(dòng)力電池要高。

縱觀全球氫燃料生產(chǎn)方式來(lái)看化工原料制氫仍是市場(chǎng)主流，二氧化碳排放高，而全球只有不到10％的企業(yè)使用電解水來(lái)制氫氣，從車用燃料的角度看依舊是石油為主，接下來(lái)是動(dòng)力電池，最后是氫燃料電池。

豐田氫燃料汽車電池組

加氫站建設(shè)至關(guān)重要

一個(gè)健康的汽車市場(chǎng)終歸需要商用車與乘用車共同協(xié)調(diào)發(fā)展才行。所以在基礎(chǔ)設(shè)施配套上特別是在加氫站的建設(shè)上，畢竟我國(guó)在2016年發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》來(lái)看，2020年、2025年、2030年，中國(guó)燃料電池汽車的規(guī)模要分別達(dá)到5萬(wàn)輛、45萬(wàn)輛以及100萬(wàn)輛，全國(guó)加氫站在2030年時(shí)要達(dá)到1000座，但目前我國(guó)運(yùn)行的加氫站僅有20座，在建的也只有50座。

中石化集團(tuán)在2018年8月宣布參與氫燃料站建設(shè)，中石化的加入可以使得氫燃料站建設(shè)和相關(guān)技術(shù)的發(fā)展變得更容易。作為在全國(guó)擁有無(wú)數(shù)個(gè)加油點(diǎn)且資金雄厚的國(guó)有企業(yè)，如若將來(lái)可以在現(xiàn)有加油站內(nèi)布局加氫站，不僅有利于推進(jìn)氫燃料汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，也可進(jìn)一步擴(kuò)充中石化的業(yè)務(wù)范圍，增加收益。

去年11月至12月份中石化、中石油在廣州佛山市、云浮市簽署加氫加油合建站項(xiàng)目協(xié)議。據(jù)悉，中石化廣東分公司目前已經(jīng)完成近10個(gè)油-氫混建的地址選擇，現(xiàn)已投入使用5座加氫站。

2018年10月份，中石化與億華通也簽訂了戰(zhàn)略合作框架協(xié)議，在氫氣供應(yīng)、車輛加氫、加氫站運(yùn)營(yíng)等方面展開全面深入合作。所以說，中國(guó)石化在加氫站建設(shè)方面已經(jīng)開始行動(dòng)。

上海安亭加氫站

氫燃料電池需要突破的瓶頸

氫作為汽車燃料一般是以液體的形態(tài)存在的，液態(tài)儲(chǔ)氫對(duì)儲(chǔ)氫罐技術(shù)要求較高，而且氫燃料的安全問題也是阻礙其發(fā)展的重要因素之一。

在國(guó)內(nèi)，氫燃料汽車難以得到普及的重要因素在于技術(shù)層面，氫燃料存儲(chǔ)罐要滿足70兆帕才是保證存儲(chǔ)的安全性，就目前國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)出的存儲(chǔ)罐可以達(dá)到60兆帕，距離標(biāo)準(zhǔn)的安全條件還有一定差距。

另一個(gè)就是前文我們所說的氫氣生產(chǎn)問題，國(guó)內(nèi)多數(shù)企業(yè)對(duì)氫氣的生產(chǎn)主要依靠化學(xué)藥劑，所以在環(huán)保層面也是不達(dá)標(biāo)的，推行氫燃料汽車也有一定困難。

氫燃料電池組的生產(chǎn)成本較高，燃料電池催化劑的成本就200元/g，加上儲(chǔ)氫罐和質(zhì)子交換膜，一輛車的燃料電池綜合成本大約在20萬(wàn)左右。如果沒有國(guó)家補(bǔ)貼，這個(gè)價(jià)格很難在市場(chǎng)上保證競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。另外，加氫站的建設(shè)成本也較高，也極大地限制了氫燃料電池車的推廣。

國(guó)家推行新能源汽車的發(fā)展依舊是宏觀的大方向，2019年國(guó)家對(duì)電動(dòng)汽車的補(bǔ)貼逐步放緩，同時(shí)國(guó)務(wù)院新聞辦就《政府工作報(bào)告》的83處修訂進(jìn)行了解讀。其中提到推動(dòng)充電、加氫站建設(shè)，可以看出來(lái)國(guó)家對(duì)新能源汽車領(lǐng)域發(fā)展是非常重視的。

氫燃料電池技術(shù)發(fā)展和行業(yè)規(guī)范，在今年兩會(huì)期間就是熱議的話題，長(zhǎng)城、北汽、廣汽、奇瑞等車企都參加了對(duì)氫燃料汽車的提案以及討論，此次兩會(huì)也是將氫能源汽車產(chǎn)業(yè)首次被正式寫入《政府工作報(bào)告》。

在政策的支持下燃料電池會(huì)是19年新能源領(lǐng)汽車領(lǐng)域中的一大熱點(diǎn)。比如，比亞迪現(xiàn)在已經(jīng)生產(chǎn)出氫燃料電池的大巴車、上汽集團(tuán)旗下公司上汽大通在FCV80氫燃料輕客之后，又下線一輛氫燃料電池輕客MAXUS系列。

上汽大通氫燃料輕客

長(zhǎng)城旗下新能源品牌歐推出的IQ車型就是搭載氫燃料電池組的汽車，同時(shí)長(zhǎng)城汽車在去年8月份收購(gòu)了上海燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)有限公司51%的股份，成功控股上海燃料電池。至此，長(zhǎng)城汽車具備了為各種應(yīng)用開發(fā)和部署具有成本競(jìng)爭(zhēng)力的燃料電池驅(qū)動(dòng)技術(shù)。

氫燃料電池車本身不被續(xù)航焦慮和充電速度所困擾，氫燃料又相對(duì)清潔和具有不可被替代等特點(diǎn)，在氫燃料存儲(chǔ)和使用方面，國(guó)內(nèi)還尚未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，再加上國(guó)內(nèi)政策對(duì)燃料電池的扶持。

氫燃料電池汽車的技術(shù)制約在未來(lái)的發(fā)展中一定會(huì)得到改善。比如在西北地區(qū)利用風(fēng)能和太陽(yáng)能來(lái)發(fā)電后利用其中一部分電能來(lái)電解水生產(chǎn)氫氣，其次加強(qiáng)對(duì)氫氣存儲(chǔ)罐質(zhì)量安全管理，這樣一來(lái)氫燃料電池方可以得到安全環(huán)保的使用環(huán)境。

總結(jié)

隨著技術(shù)不斷的發(fā)展，氫燃料生產(chǎn)變得高效，儲(chǔ)存罐耐久和使用安全等技術(shù)的不斷完善和突破，氫燃料電池汽車技術(shù)就會(huì)不斷得到提升后達(dá)到量產(chǎn)級(jí)別。

氫燃料電池汽車相比插電動(dòng)力電池汽車來(lái)說，充電時(shí)間更短（氫燃料5分鐘、插電1小時(shí)），續(xù)航里程長(zhǎng)等特點(diǎn)，解決了部分消費(fèi)者對(duì)續(xù)航和充電焦慮問題。

不管從氫燃料電池技術(shù)和配套設(shè)施的發(fā)展來(lái)看看，氫燃料汽車未來(lái)的發(fā)展前景非常廣泛，甚至被現(xiàn)代公司定義為是汽車動(dòng)力的最終形態(tài)。但其實(shí)我們誰(shuí)都無(wú)法確切預(yù)知，將來(lái)的汽車市場(chǎng)究竟會(huì)怎樣發(fā)展，也許氫燃料電池汽車是我們依靠現(xiàn)有科學(xué)技術(shù)下所能認(rèn)知的新能源領(lǐng)域中的另一條發(fā)展道路。

隨著科技的發(fā)展也許將來(lái)的某一天還會(huì)出現(xiàn)可以代替動(dòng)力電池和氫燃料的新清潔燃料，所以在新能源領(lǐng)域多方面發(fā)展才能更自如的應(yīng)對(duì)未來(lái)多變的市場(chǎng)環(huán)境。