在锂电汽车纷纷向1000公里续航冲刺时,氢能汽车直接把续航竞赛提升到2000公里级别。
11月18日,有媒体报道,大众汽车集团与德国公司 Kraftwerk Tubes 2021年7月申请了一项联合研发的氢燃料的专利,目前专利已获批复。
专利显示,专利涵盖了氢燃料电池组和氢燃料电池汽车的开发,所打造的氢燃料电池汽车的续航里程,可以达到 1243 英里,也就是 2000 公里,远高于目前充电的纯电动汽车的续航里程。
众所周知,氢燃料电池汽车的氢气和氧气产生化学反应燃烧之后变成水,所以它的排放只有水,也被业界称之为终极环保车。
但是理想丰满,现实骨感。根据能源市场调查机构SNE Research的数据,今年前九个月,全球氢燃料电池汽车的销量为1.44万辆,较去年同期(13075辆)仅增长10.1%。
作为参照的是,2022年1-6月动力电池汽车实现销量1,888,150辆,同比增长91.2%。两者无论是绝对数还是增长率,都相差悬殊。
那么,这一次大众汽车集团在氢燃料电池汽车技术上的突破,会带来氢能汽车的发展上的突破吗?
两大优势
除了2000公里续航里程方面的优势,大众与 Kraftwerk Tubes 联合研发的氢燃料电池,还有成本方面的优势。
大众与 Kraftwerk Tubes 联合研发的氢燃料电池的关键技术是陶瓷膜,比丰田和现代汽车使用的聚合物膜更便宜,被认为是未来氢燃料电池大规模量产并用于汽车的关键。
此外,陶瓷膜在运营过程中不需要铂这一昂贵的金属,铂已被证明是氢燃料电池大规模生产的成本压力之一。如果该技术能够实现商业化,那么将会极大提高续航历程,同时降低氢燃料成本。
Kraftwerk Tubes公司创始人Sascha Kuhn说:“我们的解决方案的最大优势是它的生产成本比聚合物燃料电池低得多,而且根本不需要任何铂。此外,我们的燃料电池产生的热量可以被利用起来,而普通电池的车辆就没有这种功能。你可以用它通过热交换器来供给暖气和空调,而不需要额外的电力。”
目前,已经上市的氢能汽车价格远普遍高于动力电池汽车。以长安深蓝SLO3车型来说,该车型一共推出了三个版本,分别是纯电版、增程版和氢电版,售价分别为 18.39 万-21.59 万元、16.89 万元和 69.99 万元,而氢电版售价几乎是前两个版本售价的 3 倍以上。
据了解,丰田汽车计划引进中国市场的第二代丰田 MIRAI,其售价也高达 74.8 万—75.1 万元。
对于普通消费者而言,氢能汽车的价格实在是有点高攀不起。原因在于,氢燃料电池需要贵金属铂作为催化剂来进行能量转换,氢燃料汽车中铂的地位与动力电池汽车中的锂相当,但铂的资源极为稀缺,且不可替代,这直接导致了氢燃料乘用车价格偏高。
由此看来,如果大众汽车能够将陶瓷膜的专利技术实现量产,氢能汽车的价格将会大幅降低。
目前,除了大众汽车,众多知名车企都已经在氢燃料汽车上布局,看好氢能汽车的未来。
宝马集团董事长Oliver Zipse在不久前表示,在已经持续了大约十年并迅速扩大的电动汽车之后,下一个趋势将是氢能,电能只是过渡,氢能才是未来。
据悉,宝马集团BMW iX5Hydrogen氢燃料电池车已实现小批量生产;现代汽车的氢燃料电池重卡XCIENT Fuel Cell累计行驶突破500万公里,首款符合中国法规的NEXO中国版计划在2022年内正式进入中国市场;今年10月下旬,丰田燃料电池研发与生产项目(—期)在北京市经济技术开发区开工建设,计划明年落成并正式投产,在这个生产线上将建设氢燃料电池系统生产线、检测线和研发中心,进行燃料电池系统相关研发工作。
11月初,国内造车新势力爱驰汽车与高能数造达成合作,探索氢燃料电池3D打印技术。9月,上汽大通MAXUS MIFA氢正式上线享道出行平台,上汽大通MAXUS EuNIQ7实现量产。7月,定位为氢燃料电池MPV的海马7X-H实车也正式亮相第二届中国国际消费品博览会。
氢能汽车离我们有多远
尽管大众汽车在氢燃料电池技术上的突破,让人们看到了一种可能性,但是在商业化上,氢能汽车依旧困难重重。
即便氢能汽车价格大幅下降,也很难打动消费者,因为目前全球来看加氢站的数量都十分有限,导致氢能汽车使用起来十分不便。这就如同早期的电动汽车,需要等待充电桩快速建设。
“加氢站的建设成本很高,一座加氢站的成本在几百万到上千万之间,如此重的资产,导致加氢站的进入门槛很高。”一位资深业界人士透露,此外,氢的制备、运输、储存的成本也居高不下,很难达到大规模运用的水平。
另外,氢能汽车的瓶颈并不是体现在一两个关键的技术上,而是整体上的结构复杂性;与纯电动车不同,氢能汽车内部构造更为复杂。
从技术层面来看,氢燃料电池的核心技术集中于氢燃料电池电堆等,主要包括催化剂、质子交换膜和碳纸“三大材料”,以及双极板、膜电极“两大部件”。相比锂电池,氢燃料电池的重要技术环节尚未建立起完善的产业链。
氢能汽车虽然理论相当完美,也有众多参与者,但仍然缺乏产业链的支持和技术的突破,距离大规模商用仍有很长的路要走。在氢能汽车上投入最大的是日本企业,但投入产出比严重失衡,去年日产和本田已经有意放弃氢燃料汽车的研发,将有限的资金用于电动汽车的开发。
目前,我国氢能源汽车主要集中在客车、物流车、重卡和网约车等商用车上,其中,氢燃料重卡落地速度最快。在长三角地区,氢能重卡运营的数量快速增加,主要是用于城际的快递物流运输、工业品物流以及港口集装箱的运输。
以重卡为切入点的原因在于,重卡技术门槛相对较低,氢燃料电池商业化更容易在重卡上实现应用;同时重卡油耗高、排放高,氢燃料电池替换效果明显。另外,氢燃料电池可以满足重卡对于长续航里程的要求。
从发展阶段上看,显然氢能汽车比锂电汽车要落后。但是,受制于动力电池成本、续航里程的限制,不同的技术路线不断被发现、攻克直至商业化量产已经是必然。未来,多元技术并存、互补,将是新能源电池技术的发展趋势。