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燃料电池为什么“叫好不叫座”?难点到底在哪?

2020年01月04日 21:47:04
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来源:车早茶

在新能源汽车行业中,锂电池依然是绝对多数产品选择的驱动方式。到目前为止,锂电池也在汽车领域使用了一段时间。其充电慢、安全存在隐患、使用寿命衰减明显、受环境温度影响较大等问题依然没有太多好的解决办法。可以说在最近20年中,电池技术并没有突破式的发展。

在前段时间,新能源行业中屡屡传出企业间联手研发燃料电池的消息。面对锂电池的技术壁垒,燃料电池会是一条出路吗?

燃料电池为何“叫好不叫座”?

顾名思义,燃料电池就是加入燃料与氧气进行化学反应,将化学能转化为电能的电池,而现在主流的燃料是氢。

氢燃料电池的原理很简单,基础是一个简单的化学反应方程式:2H?+O?=2H?O,就是电解水的逆反应。对于氢燃料汽车来说,就和燃油车加油一样,只要加入氢,就能获得动力继续行驶,而加氢的时间也跟加油时间类似,避免了锂电池车型较长的充电时间,更贴合用户的使用习惯。

从环境方面来说,氢燃料车的排放只有水,并没有其它污染物,并且氢的能量密度非常高,大约是汽油的3倍,所以氢燃料电池可以说是一个理想的能源解决方案。那么既能补足锂电池动力的缺点又具有新能源优势的氢燃料汽车却不见有多少呢?

这还得回到技术问题。对于汽车来说,并不是简单加上一块电池就能跑起来,和锂电池汽车相比,氢燃料汽车还需要反应剂供给系统、排水系统、降温系统、其它安全装置等。如何把这些系统合理有效的集成在汽车上,本身就是一个复杂的技术。

首先,一直困扰着氢燃料汽车的最大问题,就是如何储氢。氢是一种极为活跃的物质,在常态下以气体的形态存在。但对于有限的车内储氢空间来说,加入气态的氢显然不足以维持车辆的续航里程,就算是加入液氢,其密度也不一定能满足要求,并且会有较大的安全隐患,所以现在研究的方向是如何用特殊结晶体来安全的储存氢物质,这也加大了氢燃料在汽车领域应用的难度。

其次,氢燃料虽然在理想的情况下非常环保且高效,但如何制氢也是一个重要问题。目前氢燃料的主要获取方法有三种:

1、从化学能源中提取

2、从工业废气中提取

3、电解水制氢

这三种方式制氢仅从成本上来说,都不便宜。如果氢燃料的价格要比汽油贵很多倍,那么在实际推广中必定会面临用户不买单的情况。从这些方面来说,只有氢燃料电池汽车的技术完善还要氢燃料足够实惠时,才能真正去搅动市场。

燃料电池的前景如何?

在2018年,国务院总理李克强在安倍晋三的陪同下参观了丰田工厂。当时丰田向总理展示的是丰田第一代氢燃料汽车MIRAI。这是一款在2014年就量产的车型,加一次氢可以续航约500公里,加氢时间只需3-5分钟,在日本本土,补贴后的价格大约为30万人民币。

这些数据几乎都让MIRAI成为了目前技术下的氢燃料标杆车型,同样也证实了氢燃料确实是一个可行的新能源发展线路。不过这里依然有两个问题,一是产品价格,在日本补贴前约46万人民币仍是小众选择;二是氢燃料价格,能否做到和当前使用汽车的成本相近不容乐观。

但有人领跑也算是让大家看到了希望。从去年开始,国内和燃料电池相关的企业迅速增加,既然新能源汽车是未来出行的大方向,那么氢燃料电池也可以说是一个新市场风口。

资本都是逐利的。从新能源汽车目前的销量来看,想要依赖市场利润推动氢燃料研发有不小困难。如果不能收支平衡,当下对氢能源的投入可以看做是对未来的“押宝”。就如同10年前资本对纯电动汽车的观望类似,政策补贴是促进资本入局的一大因素。

目前新能源补贴退坡明显,表面上看氢燃料相关公司欣欣向荣,其实暗潮涌动,大多资本还持观望态度。不过有一点可以预见,未来的汽车产品,将以氢能源和锂电池两种驱动方式为主流。所以现在开始进军氢燃料领域的企业,拥有充足的资本、积累足够的技术才是当下阶段的第一目标,这样才能政策及市场风向逐渐明朗后迅速吸引到社会资本的青睐。

写在最后

正如前文所说,氢燃料电池在目前还有诸多需要攻克的技术壁垒,但将汽车、飞机、轮船等出行工具的动力源更换为清洁新能源是全球共同的目标。国内在燃料电池领域相较国外已算是发展缓慢,此时入局,踏实做事,才能放眼未来。

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