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日韩为何如此看重氢燃料电池?

时间:2019-08-29 来源:车云网 关键字:氢燃料电池   日本   电池   

 很显然,现代汽车已做好了换道超车的打算。

北京时间8月25日,现代汽车在上海的繁华地段南京东路世纪广场,搭建起国内首个氢愿景馆——现代氢世界,向公众全方位展示现代汽车在氢能应用、未来氢社会推进与建设上所做的努力和成果。

据了解,“现代氢世界”在8月26日至9月8日为期14天的展示中,依托量产车型NEXO和氢燃料电池技术最新研发成果,现代汽车将充分展示其全球领先氢技术品牌形象,并积极助力中国新能源社会的加速发展。

作为国内首个以氢燃料电池发展为核心内容的展馆,现代氢世界分为六大区域,包括童言未来&权威之声展区、NEXO空气净化演示展区、氢燃料电池车驱动原理展区、预见氢社会展区、未来移动出行体验展区。

现代汽车希望通过多个板块来全方位呈现未来的氢世界,以此增强公众对氢燃料电车车的认知。

其中最长见识的莫过于NEXO空气净化演示展区。在这个展区,现代NEXO演示了空气净化功能。演示开始后观众可以看到,展示区的透明密封空间内将被注入大量烟尘,而随着NEXO的启动,烟尘很快得到消除,空气状况得到有效改善。据了解,NEXO对PM2.5、可吸入颗粒物的净化率可达到99%以上,10万辆 NEXO 行驶60分钟可以净化供400万人一小时呼吸的空气。

可见,现代NEXO不仅具备排放零污染的优势,还可以净化被污染的空气,是真正清洁社会的解决方案。

因此,现代汽车的此举引起了不少人的关注。这其实并不奇怪——很多车云菌的读者对“氢动力”可能并不陌生,但对于普通国内消费者而言,它却像是一个全新的概念。作为中国国内出现的首个氢愿景展馆,它也让很多普通消费者意识到,原来新能源不止是纯电动,还有氢燃料电池。

而对于车云菌的读者来说,这次展出则让更多人意识到日韩企业对于氢燃料电池技术的投入热情。尤其是现代,这在之前是被一些人所忽略的。以当下的格局看,氢燃料电池俨然已经形成了丰田、现代、本田三国杀的格局。那么,我们到底该如何看待这一技术的未来?日韩车企这种背后的特别关注有什么逻辑呢?

日韩车企在氢燃料电池方面投入的现状

说到氢动力,一些人脑海中可能会蹦出2007年宝马推出的那辆“氢能7系”。只可惜,当时宝马将研发重心放在“氢内燃机”上,这与“氢燃料电池”有着本质的区别,以至于2012年宝马不得不与丰田合作来获得氢燃料电池技术。这已经从一个侧面,反映出日韩企业在氢燃料电池领域的前瞻性和领先性。

从投入研发的起点来看,丰田、现代、本田是所有车企中最早的,它们几乎都是在上世纪九十年代启动氢燃料电池的研发。

如果以量产车推出的时间为准,则是现代拔得头筹。现代早在2013年,就推出了首款氢燃料电池量产车ix35,早于2014年丰田推出的MIRAI,更早于本田2016年推出的CLARITY。

正因为如此,迄今为止也只有现代推出了第二款氢燃料电池的量产车(2018年推出的NEXO),并在设计上显现出自己的特色或优势。例如在氢存储这个重要的技术难点上,NEXO创新性地采用了3个52.2L的模块化储氢罐。这使得它可以存储156.6L的氢气,对应800公里的NEDC续航里程,超过了丰田MIRAI的650公里和本田CLARITY的700公里。

储氢多不难,难的是如何不挤占过多的车内空间。MIRAI和CLARITY上,都能明显感觉到储氢罐的存在——它们的后备箱空间都不理想。NEXO则不然,它的前后排空间、后备箱容积看上去都和普通的燃油车十分相似。

之所以如此重点强调现代,并不是因为车云菌刚看过现代氢世界展馆被洗脑,而是意识到之前忽略了现代在氢燃料电池领域的投入和地位。现阶段而言,丰田、现代、本田说谁超过谁其实并无实际意义。它们看似“三国杀”的格局,更多其实是显示出日韩车企在氢燃料电池领域的前瞻投入与技术领先。

燃料电池相比纯电动的优势和劣势到底在哪?

氢燃料电池相比传统燃油技术大多数车云菌的读者应该都知道了,这里一句话脑补一下:燃料电池可以看作一个“反应堆”,氢和氧通过它可以转换成电能从而驱动车辆,它的排放只有水,没有二氧化碳,更没有其他有害物质。

(行驶过程中)零排放、电驱动,氢燃料电池这些特性都与纯电动一样。因此真正值得讨论的,是它与纯电动的PK。

纯电动最头疼的是什么?其实不是续航,而是充电时间。所谓里程焦虑,也大多源于此。否则,即便续航里程只有300公里,只要分分钟能充满电,车主也不会发愁。这一特点大大限制了纯电动的使用范围——只适合城市,不适合长途。

氢燃料电池相比纯电动,可以理解为将庞大的动力电池组换成了“储氢罐”和“反应堆”。也恰恰是这一转变,彻底解决了纯电动的这个痛点。例如现代NEXO,5分钟就能完成“加氢”(也就比加油多一两分钟),然后又可以续航800公里。

纯电动还有很多其他问题,比如未来大量报废电池对环保的影响,电池的安全、衰减和低温(容量打折)等等,这些在氢燃料电池领域都不存在。

人们比较关心的安全问题,现在的储氢罐技术已经很成熟了。以现代NEXO为例,它的储氢罐采用碳纤维制造,强度较钢铁材质高10倍,可承受高压状态,并采用了缓冲碰撞力的装置以及长时间承受火焰的特殊涂覆技术,还经过诸多严苛安全测试,以及12000次的875bar加氢测试。可以说,氢燃料电池技术在安全方面,也是要优于纯电动的。

另外,NEXO已在2018年欧洲NCAP碰撞测试中获得最高的五星评级,并于今年荣获美国非盈利汽车安全研究机构——公路安全保险协会(IIHS)最高等级“顶级安全车+”评级,成为首款荣获全球最高级别安全认证的氢燃料电池车。

不难看出,NEXO的安全表现是值得肯定的。

从能量的来源上,电能是个综合体,它其中有相当一部分来源于火电,所以全程的碳排放并不低。氢燃料电池的能量来源是氢。氢就元素而言在地球上是取之不尽用之不竭的(因为水里就有)。它的难点是如何获取。一旦这个技术障碍被突破,从能量源头角度,氢燃料电池也将大大优于纯电动(真正的全领域零排放)。

这恰恰说到氢燃料电池现阶段可能不如纯电动的一个点,即氢的获取暂时还没有一个特别环保又低成本的办法。例如电解水能获取氢,但会消耗电能。然而这仅仅只是技术问题,其突破难度并不会高于电池技术的突破。就以电解水为例,它可以利用风电、光伏来实现。另外,通过褐煤、钢铁化工的副产品也都可以获取氢。

氢燃料电池现阶段不如纯电动的另一特点是“生态”。纯电动诞生多年,从电池的研发、供应,到充电桩的布局,已经形成了一定的生态链。氢燃料电池由于之前的十多年一直受制于“反应堆”的技术,直到近些年才达到量产的水平。因此氢燃料电池从“生态”角度看短期内是输给纯电动的。例如氢的获取、存储、运输,以及加氢站的布局,氢气的价格等等,现在都不理想。不过这些都不存在技术障碍,“生态”的完善只是时间问题。例如按照规划,中国到2030年将建设1000个加氢站,应对100万辆氢燃料电池车的使用需求。

最后具体到氢燃料电池车型本身,现在已基本成熟了。反应堆的体积、重量、功率输出这些都以突破,完全能达到车辆设计的要求。唯一需要讨论的,就是氢的存储——满足续航的情况下,如何做到重量合适且不挤占乘员舱的空间。丰田、现代、本田,现阶段都已拿出了不错的解决方案。特别是基于现代NEXO的表现(续航800公里却感觉不到储氢罐的存在),让我们完全可以预见下一代氢燃料电池车型必定会将这一问题彻底解决。

小结:新能源的未来到底是纯电动还是燃料电池?

未来到底是纯电还是燃料电池?这是一个现阶段“专家”领域都在争论不休的话题。车云菌的观点是:这原本就不是一个二选一的问题。在未来十年甚至数十年,纯电动、氢燃料电池,甚至燃油车一起,还会是一个共存的局面。

至于氢燃料电池会发展到一个什么样的规模,车云菌注意到一组数据。早在2017年11月举行的第二次氢能委员会总会就曾提出过一个氢能源发展的路线图——到2050年,将会有包括4亿辆轿车、1500-2000万辆货车、500万辆巴士在内的总计4亿2500万辆氢燃料电池的车辆在路上行驶,占所有车辆的比例为20%-25%。这个数据是否会刷新咱们的认知不重要,重要的是这个方向是明确的。

既如此,我们就很好理解为什么日韩车企在这方面的投入了吧?很显然,它们属于氢燃料电池领域的“乐观派”。这种投入,可以让它们实现在新能源领域的两条腿走路,从而进一步巩固其行业中的地位和优势。

正如现代汽车(中国)投资快乐赛车总经理李丙?社长所讲的一样,“中国是全球最大、最具发展潜能的汽车市场,同样也是现代汽车核心战略市场。近年来,通过在中国的业务拓展,我深刻感受到中国是一个开放与包容、挑战与机遇并存的国家。希望通过此次活动,能向中国的消费者全面展现我们现代汽车在氢燃料电池领域的技术实力,也期待我们能为中国氢能源产业的发展提供助力。”

很显然,现代汽车已做好了换道超车的打算。

换一批

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