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现代氢燃料汽车销量超丰田,广汽氢气发动机点火,氢能源是未来?

2021年09月14日 14:49:02
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来源:功夫AUTO

对于氢能源技术来说,这个9月似乎显得不同寻常。9月5日,广汽推出的首款氢气发动机成功点火。9月7日,现代汽车集团举办了首届氢之日发布会,并透露,今年1-7月现代汽车的氢燃料电池汽车登记量已经超过了丰田

一时间,已经在汽车市场上淡出已久的名词"氢能源",似乎又被推上了热点。

在上世纪末和本世纪初的前十年,一直有人热炒,氢能源是未来汽车的终极能源。丰田本田日产等日系车企,无不下了大力气去研究。可最近除了丰田还在坚持之外,本田日产都先后宣布停止氢能源汽车的生产,这似乎从某种角度佐证了这条路线是失败的。

然而现代和广汽先后宣布入局,又似乎给这个行业带来了一些生机。到底氢能源汽车的市场前景怎么样呢?让功夫汽车带大家一起看一下。

(1)氢燃料电池和氢气发动机,零碳排放的两种路径

氢燃料被公认是最终的能源方法,还是有一定的道理的。毕竟氢气作为二次能源,与石油、天然气、锂矿这些有本质的不同,它可以用任意的方式制取,是真正意义的取之不尽用之不竭。并且氢气的燃烧产物只有一种,那就是水,是绝对的清洁能源。

但既然是终极能源,那配套的自然也需要终极的技术,难度肯定是非常高的。目前来看,广汽和现代采用的是完全不同的方法。

广汽是将氢气作为新型发动机的燃料,它的这款氢气发动机是基于最新的第四代发动机平台自主研发,但为了适配氢气燃烧的特性,它采用了相当多的创新设计。

它采用全新开发的燃烧室升氢气和空气的混合均匀度,采用新一代的供氢系统,让功率密度更高,同时降低了氢气泄露风险。新车还配备专门的冷型火花塞、强化的活塞活塞环、高强度、高散热的缸盖、缸体等。当然还有专门开发的氢气燃烧管理系统,让发动机的稳定性更好,运转效率更高。

从结果来看,效果还是不错的。虽然只是一款"油改气"发动机,但它的目标热效率有望突破44%,可以说初步的设计就已经接近传统汽油发动机的上限了。这也是氢燃料的优势,不错的热值和极高的燃烧效率,并且是真正的"零碳排放"。

现代集团则聚焦与研发氢燃料电池汽车,韩国两年前就已经明确要建立氢能社会,已经把氢能产业链视为经济增长的引擎,这对现代集团来说无疑是一个巨大的契机。

现代汽车透露,它们在过去十年将燃料电池系统的成本降低了近98%,准备在2030年让氢燃料电池车的价格追上现在的纯电动汽车,不得不说这是宏伟的目标。

现代也确实在这么做,它们已经开始研发第三代氢燃料电池系统,取代现有的NEXO氢燃料电池系统。新的动力系统氢燃料电池系统尺寸会减小30%,输出功率则会提升到现有的2倍。

(2)迟迟未能市场化,氢能源的弱点究竟在哪?

其实与氢气发动机一样,氢燃料电池汽车的难点也并非在电池本身,毕竟燃料电池已经研发这么多年了。它们真正的难点是一致的,还是在于制氢、储氢、加氢这其中的每个环节上。

首先氢能有本身就不是可采集的一次能源,它虽然是绝对清洁的,但需要用其它能源来生产它,这其中就涉及到大规模的化工设备和生产设备,而且制取过程中是有能量损失的。目前来看制氢依然还是以煤和天然气制氢为主,这让它在能源结构上并没有太大的优势。

再就是氢气的存储是非常困难的,它虽然没有腐蚀性,但是化学性质极其活跃,点火能量低、燃烧界限宽,一旦密封不利,是很有可能出现安全问题的。并且氢的体积能量密度也不够理想,需要加压到非常大才能储存到车用的液态氢,这本身也需要投入足够的设备和能量。

丰田的车Mirai为例,它已经算是市场化最高的氢能源汽车了。它采用了3个储氢罐,却实际上只能带几公斤的氢燃料。虽然有着近5米的车长,但它的实际空间其实是比凯美瑞要小的,但价格却是凯美瑞的两倍。虽然它加一次氢气只需要3分钟,加完就能续航650km,但只有极少数的地方才能补能。

而它的价格却是凯美瑞的两倍,这对于普通的家用车用户来说,毫无疑问是没有任何吸引力的。而且目前来看,氢燃料电池都大量采用贵金属铂,成本相当高,也没有合适的能够取代贵金属的方案,这也对推广普及有着重大的影响。而氢气发动机,也与普通的燃油发动机有较大的区别,它的开发也依然有很长的一段路要走,需要投入大量的研发经费。

总的来说就是,氢能源利用率有待提高,而且存储运输是比较大的难题,而且价格比较高。这个短时间内很难解决,这大大限制了它的应用前景。

(3)市场才是技术发展的关键

但这些其实并不是主要的,实际上市场才是决定技术发展的关键。以国内目前发展得如火如荼的电动汽车为例,它在当前的市场条件下,其实相比传统的燃油车、混合动力汽车,并没有太大的优势。真要算上整个生产链的环保节能,它未必比得上混合动力汽车。但在政策的大力支持,电动汽车的发展极其繁荣,而且成本各方面也在不断优化。

反之,如果国内大力发展氢能源,在有足够大的市场规模之后,它的成本一样是可以降下来的。

因此氢能源也并非没有机会,实际上除了广汽之外,去年年底长安CS75还申报了一款FCV车型,长城前不久也发布了氢柠技术,宣布要推出氢气发动机,吉利更是早在2年前就发布过氢燃料客车。

春江水暖鸭先知,既然国内的一线车企们都在加大对于氢能源的研发,至少说明从长远来看,氢能源也会在国内汽车市场中占据一定的地位。

从目前来看,全球氢能源汽车的年销量还不到两万,其中现代排在第一位,其次丰田占比40.1%,本田占比1.6%。在市场化方面,现代丰田已经走在了前面,在技术上,这几家国际车企也都有不错的积淀。

但这也并不意味着它们就一定能在未来的竞争中抢得先机,要知道宝马和通用研发新能源汽车,可比特斯拉早多了,而且当时来看,它们的实力也远远领先其他对手。但现在全球范围内电动车销量,已经成为特斯拉比亚迪争第一了。

等真正市场成熟起来的时候,可能格局还会有很大的变化。

(4)功夫拍案

从目前的形式来看,氢能源汽车的发展还有较长的路要走。它们产出的产品,暂时还不能满足苛刻的家用需求,配套设施还不够完全。

但作为"最终能源",各大车企对它还是比较重视的,国内车企已经纷纷入局。也许它会成为下一个增长热点,大家觉得呢?

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