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氢能源电车,可能成为以后的风向标

氢能汽车,顾名思义,是以氢作为能源的汽车,将氢反应所产生的化学能转换为机械能以推动车辆。氢能汽车分为两种,一种是氢内燃机汽车(HICEV)是以内燃机燃烧氢气产生动力推动汽车。

另一种是氢燃料电池车(FCEV)是使氢或含氢物质与空气中的氧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。

那么氢燃料电池汽车会成为新能源汽车行业的风向标吗?昨天,氢燃料电池汽车行业又迎来利好消息,国家发改委、国家能源局联合印发了《氢能产业发展中长期规划(2021-2035 年)》(以下简称《规划》)。

《规划》提出了

氢能产业发展各阶段目标:

到2025年,基本掌握核心技术和制造工艺,燃料电池车辆保有量约5万辆,部署建设一批加氢站,可再生能源制氢量达到10-20万吨/年,实现二氧化碳减排100-200万吨/年。到2030年,形成较为完备的氢能产业技术创新体系、清洁能源制氢及供应体系,有力支撑碳达峰目标实现。到2035年,形成氢能多元应用生态,可再生能源制氢在终端能源消费中的比例明显提升。

1、从能量充满所用时间看,氢能源汽车充满氢燃料所需时间很短,仅需5-8分钟。而电动汽车即使使用目前的超级充电桩充电,要充满电也需要30分钟左右。

2、从环保角度看,氢能源汽车在环保上的优势是十分明显的,氢燃料电池汽车在运行过程中只产生空气和水,燃料电池不存在回收利用的问题,非常符合环保要求,是真正意义上的清洁能源。同时,与化学燃料相比,氢能的能量转化也更为迅速。

电动车虽然不使用燃油、零排放,但是电动车并不环保,只不过是转移了污染物排放。使用锂电池的电动汽车,在生产电池的过程中仍然会产生很多污染,所以电动汽车确实还称不上绝对的环保,除非其电能能够完全来自于风能和太阳能等清洁能源。

3、从生产技术和成本看,氢燃料电池汽车汽车的技术和结构非常复杂,氢燃料电池汽车主要依靠氢气和氧化反应产生电能来驱动发动机,需要贵金属铂作为催化剂,成本大大增加。与其相比,电动汽车的成本要低很多,售价自然也低于氢能源汽车。

4、从能量加充站数量看,氢能源汽车虽然续航里程长,但是加氢站少之又少,远不如电动汽车的充电桩数量多,这就给氢能源汽车的用户带来极大的不便。因此也就限制了氢能源汽车的普及。

而加氢站之所以少的原因,一是由于氢燃料汽车目前在我国市场占有率较低;二是运营成本居高不下,成为阻碍加氢站大规模普及发展的主要原因。造成成本高的因素主要包括,建设成本高、运营维护成本高、成本回收期较长这3点。

从实际投入成本对比来看,建设一个普通的充电站所需成本在100万人民币左右,而建设一个氢气燃料站所需花费至少需要1000万人民币。

5、从安全性看,氢气的物理化学性质决定了氢气的危险性,虽然目前没有证据表明它比汽油更危险,但是车载供氢系统标准远远高于油罐车。由于氢气特别轻,会引起车辆失重,导致意外发生。此外,氢气容易发生火灾爆炸事故。

当前氢燃料电池汽车仍然面临着发展的瓶颈:

1. 氢气制取工艺不成熟

氢能源按生产来源划分,可以分为“灰氢”、“蓝氢”和“绿氢”三类。“灰氢”是指利用化石燃料制取氢气,成本较低但碳排放量大;“蓝氢”是指使用化石燃料制氢的同时,配合碳捕捉和碳封存技术,碳排放强度相对较低但捕集成本较高;“绿氢”是利用风电、水电、太阳能、核电等可再生能源电解制氢,制氢过程完全没有碳排放,但成本较高。

2.氢源结构有待优化

虽然氢能源汽车节能减排效果突出,但其使用的氢能却并不怎么环保。我国的氢源结构目前仍是以煤为主,来自煤制氢的氢气占比约 62%、天然气制氢占 19%,电解水制氢仅占 1%,工业副产占 18%。目前的氢能基本全部用于工业领域。

3.催化剂数量稀少

目前来看,铂是最优的氢气燃料电池催化剂,可以说铂在氢燃料电池催化剂中的地位中短期不可替代。然而铂为稀有金属全球的总储量只有1.4万吨,而铂在使用过程中容易降解,为保证催化剂的效果,人们在制取氢气的过程中不得不使用过量的铂。按照现有的技术水平,大力推广氢燃料电池汽车也就意味着会消耗大量的铂。

4.加氢站建设进度缓慢

相较于加油站和充电桩,加氢站的建设进度较为缓慢,预计到2022年我国加氢站将建成287座。氢气供给端的短缺,在一定程度上也会影响氢燃料电池汽车的发展。

尽管氢燃料电池汽车面临着诸多瓶颈,但其仍拥有美好的发展前景。随着政策不断出台,将利好氢能行业发展,整个氢能行业的发展将会促成产业化效应,届时,氢燃料电池汽车的成本将会下降,此外政府的大力推广也有望加快加氢站的建设,随着氢燃料电池汽车的渗透率不断提高,将会促进加氢站的建设。相信在不久的将来,氢燃料电池汽车会成为未来动力汽车行业全新的风向标。

当前来看,发展氢能源汽车的条件并不具备,一方面是氢能源汽车的成本居高不下,难以让消费者接受,另一方面,是氢能源汽车的配套设施不完善,无法实现氢能源汽车的实际应用。但如果以发展的眼光来看,如果氢燃料汽车能够大规模保有,那么氢燃料汽车的边际生产成本一定会降低,氢能源产业链也会蓬勃发展。

从本质意义上说,氢燃料汽车,也属于电动汽车的一种。氢燃料车,是通过氢燃料作用,产生电能,储存在一块较小的电池中,再通过电动机驱动车辆行驶。氢燃料汽车燃烧氢气,产生水,这就解决了纯电动汽车对锂矿的严重依赖以及电能产生中的不环保问题,听起来更理想化一些。氢燃料汽车与纯电动汽车该如何取舍,市场会更欢迎谁,这是一个长期性和关键性的问题。而从当前国内汽车市场的使用环境来说,大家会如何选择呢?

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