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一文讀懂:氫能源汽車究竟是不是未來新能源汽車的終極發展方向

科學界有兩大公認的曠世奇才,一個是達·芬奇,另一個是尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla)。

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尼古拉·特斯拉被認為是人類曆史上最有創造力和神秘的人,他發明了超越他的時代的科技。他被認為是電力商業化的重要推動者之一,并因設計了現代交流電系統而廣為人知。他對于電氣技術現代化也有着别人無法企及的貢獻。

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而提起新能源電動汽車,就不得不提到美國的特斯拉(Tesla)公司。是的,你沒聽錯,特斯拉公司的名字就是以尼古拉·特斯拉的姓氏來命名的。而尼古拉·特斯拉的名字尼古拉(Nikola)卻被美國另一家氫能源卡車廠商所用,它被譽為“卡車界的特斯拉”。這家名叫Nikola的氫能源卡車公司就是我們今天的主角。

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驚天騙局被曝光

據海外媒體報道,2020年9月10日,做空機構(Hindenburg Research)釋出公告稱,尼古拉是一個“複雜的騙局”,他們從未掌握氫能源燃料電池技術,甚至連宣傳視訊裡風馳電掣的氫能源卡車,都隻不過是一個從坡上推下來依靠重力滑行的車殼子。2020年9月21日,尼古拉創始人特雷佛 · 米爾頓(Trevor Milton)不得不宣布辭職,将這個燙手山芋甩給了 9月8日才剛剛入股的美國通用公司。

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短短一個月,尼古拉從明星變成騙子,股價也從暴漲迅速轉向暴跌,劇情可謂是一波三折,米爾頓隻用了三個月,就從“下一個馬斯克”,變成了“下一個賈躍亭”,而尼古拉則從“下一個特斯拉”變成了“汽車界的瑞幸”。

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衆所周知,賈躍亭賈老闆為了實作他所謂的汽車夢,2017年不惜卷錢跑路到美國,扔下了一個他創辦經營了十多年卻如今負債累累的樂視。到了美國之後,他就出任了法拉第未來公司CEO,開始了他的汽車夢。不管他的PPT做得多麼精彩絕倫,說得多麼信誓旦旦,但是最終落得個PPT造車的結果。

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而米爾頓更加技高一籌,改PPT造車為視訊造車,不僅有視訊,而且還有實車;不僅有實車,而且還能在路上跑。最重要的是,他的卡車搭載的是被世界公認為人類出行的終極解決方案的氫能源。

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這真的是應了雷軍那句話:站在風口上,豬都可以飛起來!但是,一旦風停了,豬怎麼辦呢?恐怕隻有被摔死的份了!

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假的終究是假的,瞞得了一時,瞞不了一世。Nikola氫能源汽車的驚天騙局終究還是被揭穿了!但是,它的爆雷卻給我們留下了深深的思考,氫能源汽車的發展還有未來嗎?它還能成為人類的終極能源形式嗎?接下來我們就來具體分析一下氫能源的前景究竟如何。

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氫能源的質疑

1、轉化效率低下

特斯拉的創始人馬斯克曾在公開場合表示,氫能源汽車是一個 “非常愚蠢” 的概念:“如果你拿一塊太陽能電池闆直接給電池組充電,與電解相比,取氫、分離氧氣、壓縮氫氣......氫能源汽車的效率大約是電動汽車的一半。”

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大衆汽車認為,從新能源發電、電力傳輸,到把電力儲存在電池裡面、再轉換成機械能驅動車輛前進,電動汽車的綜合能源效率大概在 70% 到 80% 左右。而氫能源汽車,從電力到産氫就已經損失了 45% 的效率,再在燃料電池裡把氫能變回電力,剩下的能量裡面又有 55% 左右的損失。最後變成機械能,綜合能源效率隻有 25% 到 35%。

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這兩家大佬的質疑都直指氫能源的最大缺點——轉化效率極其低下。是啊,同樣的電,直接存進電池裡不好嗎?為什麼還要折騰一遭,變成氫再變成電呢?

2、制氫過程複雜且成本昂貴

要知道,氫氣的生産、儲存、加氫和燃料電池沒有一個是便宜的。

生産方面,盡管自然界的氫是取之不盡用之不竭的,但是,目前95%的氫氣來源還是化石燃料,碳排放量相當高,但制造成本還算可以接受;而如果利用太陽能、風能等新能源生産氫能,成本會非常高昂。

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儲存方面,氫氣是世界上最輕的物質,其機關體積含有的能量比碳氫化合物小得多。蘊含同樣能量的基礎設施,儲存氫氣的體積要比儲存汽柴油大三到四倍,儲存氫氣的設施就是一個龐然大物,非常不友善。

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加氫更是大問題。因為目前發展得如火如荼的電動汽車大家最擔心的問題就是充電樁不足的問題。而要建設一個加氫站,成本大緻是充電樁的兩倍。

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有業内人士測算,如果制氫環節成本為10元/千克,那麼儲、運、加3個環節的成本則可達到30元/千克。

燃料電池方面,盡管成本已經随着技術的進步大幅下降,但是其制造成本仍是燃油車的2至4倍。

彭博新能源财經(BNEF)釋出的報告顯示,預計到2030 年,氫能源汽車的成本仍将比電池汽車高 20% 到 50%;國際能源署也認為,目前氫能源汽車的成本約為電動汽車的兩倍。

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這樣看來,氫能源汽車似乎真的沒有什麼發展機會。

世界氫能源汽車發展狀況

據中國氫能聯盟研究院統計,占全球GDP44%的20多個國家中,有9個國家已經制定了完整的國家級氫能戰略,有11個國家正在制定國家級氫能戰略。除此之外,另有占全球GDP38%的14個國家盡管尚未出台氫能發展戰略,但是已經在支援氫能試點和示範項目。

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氫能源汽車的發展最早可追溯到1968年,世界上第一輛可使用的氫燃料電池汽車由美國通用汽車公司制造,該汽車以廂式貨車為基礎,裝載了最大功率為150千瓦的燃料電池組,續航裡程為200公裡。

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2014 年,全球首部商業銷售的氫氣燃料電池汽車田 Mirai 上市。除此之外,還有本田的Clarity、現代的NEXO。可以說,目前的氫能源汽車的市場基本被豐田、現代、本田等日韓車企壟斷,但英國的捷豹路虎,德國的寶馬,美國的通用、Hyperion也已經或正在推出自己的氫能源汽車。

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既然氫能源這麼多缺點,為什麼世界各大汽車公司還要不斷入局氫能源汽車領域呢?這就不得不說說氫能源汽車的獨特優點。

1、續航能力強。

氫能源汽車使用的燃料電池與電動汽車使用的锂電池作用機理截然不同,锂電池依賴的是充進來的電能,而氫燃料電池依賴的是氫氣。對于氫能源汽車來說,隻需要提高儲能罐的數量或容積就可以提高續航裡程。據加拿大氫能和燃料電池協會釋出的資料顯示,長距離版的特斯拉 Model 3 需要的電池重量接近半噸,而豐田 Mirai 的儲氫罐則隻有 88 kg。

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2、加氫時間短。

我們都知道,電動汽車充滿電往往需要數個小時的時間,而氫能源汽車加氫的速度卻和加油一樣輕松快捷,上個洗手間的功夫就加好了,加氫站也可以像加油站一樣簡單。

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3、完全無污染。

衆所周知,氫氣燃燒的唯一産物就是水,而且是純淨水,甚至可以直接飲用。而氫氣燃燒轉化出的電能,和電動車一樣,沒有噪音,加速也非常快。可以說,氫能源汽車集合了燃油車和電動汽車的幾乎全部優點,而且摒棄了燃油汽車和電動汽車讓人無法忍受的缺點。

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中國氫能源汽車發展現狀

中國作為世界第一大産氫國,氫能源産業正在迅速發展。2019年兩會期間氫能及燃料電池首次被寫入政府工作報告中。 2020年9月,中國明确提出了2030 年“碳達峰”與2060 年“碳中和”的雙碳目标。2021年氫能被正式寫入“十四五”規劃中。截至2021年底,全國範圍内省級及直轄市級的氫能産業規劃超過10個,地級市及區縣級的氫能專項規劃超 過30個。

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其實在本次北京冬奧會期間,氫能源已經發揮了重要作用。北京冬奧會的奧運火炬燃料全部采用氫能,在開幕式上将點燃冬奧賽場的氫能主火炬。此外,北京冬奧會示範營運了 1000 多輛氫燃料電池車和 30 多個加氫站。賽區有 700 餘輛氫燃料大巴車投入使用, 場館之間提供接駁服務的車輛也全部采用氫燃料電池客車。

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據中國氫能聯盟預計,到2050年,大陸氫氣需求量将接近6000萬噸,氫能在大陸終端能源體系中占比超過10%,産業鍊年産值将達到12萬億元。

目前,廣汽、上汽、長安、紅旗等乘用車車企也相繼釋出了自家的氫燃料電池汽車,如廣汽傳祺Aion LX Fuel Cell、上汽MAXUS EUNIQ 7、長安CS75 FCV、紅旗H5 FCVE等。

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另外,宇通客車、中通客車、北汽福田、吉利商用車、長城未勢新能源等客卡車車企也都陸續開發出了氫燃料電池客車和卡車。

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目前,中國的氫能源市場發展遇到的主要問題有兩個。

一是前面提到的成本過高。

主要原因是燃料電池系統中許多核心材料和部件都還依賴進口,比如催化劑、碳紙、質子交換器等,國内缺乏量産的成熟産品,隻能從國外進口。

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另一個就是一些技術難題沒有突破。

雖然國内的一些企業已經掌握了一部分氫燃料電池技術,但與國際先進水準相比,差距還很大;尤其是在電池核心零部件及系統的耐久性與可靠性方面,差距非常明顯。

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要解決這些問題,我們沒有捷徑可走。筆者認為最有效的辦法:

一是國家要對整個産業鍊加強頂層設計規劃,完善相關産業政策體系建設。

二是要加快氫能源市場化程序,以規模分攤成本的形式,用規模擴大實作成本攤薄。

三是要繼續加大人才科研投入,堅持不懈地攻克氫能源燃料電池的核心技術難題。

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相信在國家政策的精準指引下,通過國産車企共同不懈地努力,中國的氫能源汽車事業一定會走出一條光明大道。

寫在最後

盡管Nikola的騙局被曝光,但是它卻絲毫不能動搖和阻擋世界向氫能源邁進的步伐。

氫能源作為零污染的純淨能源,将注定成為人類應對全球氣候變暖的重要解決方案之一,成為人類出行的終極解決方案。

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