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奔馳純電動(dòng)車?yán)m(xù)航突破1000公里,氫燃料汽車再次面臨挑戰(zhàn)

2022年4月,梅賽德斯-奔馳透露,Vision EQXX原型電動(dòng)車的實(shí)際續(xù)航里程突破1000公里,比作為技術(shù)競爭對(duì)手的氫燃料電池要長很多,并且能源效率是現(xiàn)有電動(dòng)汽車的兩倍。
這一消息引爆了汽車產(chǎn)業(yè)界,并再次引發(fā)了電動(dòng)車與新燃料車未來發(fā)展方向的討論。
續(xù)航里程,是大眾對(duì)于選購新能源汽車的一大指標(biāo)。汽車公司也根據(jù)不同的續(xù)航能力,區(qū)分開不同的價(jià)格檔位。以電動(dòng)車龍頭特斯拉舉例,官網(wǎng)上model3 556里程和675里程的售價(jià)約為28萬和37萬。
早在2021年5月,豐田曾向世界透露,其最新的第二代Mirai氫燃料電池汽車在充滿氫氣的情況下一口氣行駛了1003公里——還有9公里的剩余里程,從而證明了氫動(dòng)力汽車的獨(dú)特賣點(diǎn)——超長續(xù)航。比其作為競爭對(duì)手的唯一量產(chǎn)的韓國現(xiàn)代Nexo的續(xù)航里程還要長。在那時(shí),似乎超長續(xù)航的標(biāo)簽就和氫燃料電池相互牢牢綁定。售價(jià)也確定在50525美元(約合32萬人民幣),對(duì)標(biāo)特斯拉model3。
然而,這次Vision EQXX電池供電的原型車在一次充電的情況下行駛了1008公里后,剩余里程約為140公里。從而表明氫燃料電池汽車一直以來吹噓的其優(yōu)越里程壁壘已被突破。
新能源汽車行業(yè)中,純電車和氫燃料電池汽車目前齊頭并進(jìn),都處于技術(shù)的快速迭代和高速發(fā)展中。這次電動(dòng)車超越氫燃料車,是否再次意味著氫燃料車的優(yōu)勢被顛覆?未來兩種新能源車的路徑將如何發(fā)展?作為消費(fèi)者,你將如何選擇?


Vision EQXX的這次1000多公里實(shí)驗(yàn),是在 11 個(gè)半小時(shí)內(nèi)完成的,平均速度為 87.4公里/小時(shí)。但也許 Vision EQXX最令人印象深刻的方面也許不是它的續(xù)航能力。畢竟,目前市場上已經(jīng)有幾款續(xù)航能力比豐田Mirai更強(qiáng)的電動(dòng)汽車,而是它的能源效率。
做一個(gè)簡單的類比計(jì)算,豐田Mirai使用5.6公斤的氫氣行駛了1000公里,相當(dāng)于186.6千瓦時(shí)(1千瓦時(shí)=1度電)的電力。奔馳在其旅程中僅使用了87千瓦時(shí)的電力,相當(dāng)于100公里才8.7度電。這使得它的效率比自己的在產(chǎn)電動(dòng)車和特斯拉的長距離Model S都高一倍。
梅賽德斯-奔馳解釋:"跨職能的國際團(tuán)隊(duì)沒有簡單地增加電池的尺寸,而是專注于最大限度地提高長距離的效率。他們?cè)趥鲃?dòng)系統(tǒng)效率、能量密度、空氣動(dòng)力學(xué)和輕質(zhì)設(shè)計(jì)方面使出渾身解數(shù)"。
然而,雖然奔馳沒有計(jì)劃讓Vision EQXX進(jìn)入商業(yè)生產(chǎn),但該公司解釋說:這個(gè)新的汽車工程藍(lán)圖為電動(dòng)汽車的效率和范圍提供了一個(gè)新的基準(zhǔn),Vision EQXX中的技術(shù)將被部署在即將批量生產(chǎn)的奔馳汽車中。
這一消息大大利好電動(dòng)車的發(fā)展前景。一直以來,電動(dòng)車和氫燃料電池汽車不僅在續(xù)航里程,在各個(gè)維度總是被人們進(jìn)行比較,比如運(yùn)行成本、方便性、對(duì)環(huán)境的二氧化碳減排效果等等。那么究竟這兩種技術(shù)相對(duì)應(yīng)的行業(yè)在這些評(píng)價(jià)指標(biāo)上的表現(xiàn)如何,未來又將如何進(jìn)一步發(fā)展?


據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,2021年一年間純電動(dòng)車銷量為291.6萬輛。而2021年,我國氫燃料電池車銷量僅為1586輛。
產(chǎn)生這一數(shù)量差距的銷量的主要原因還是基礎(chǔ)設(shè)施的普及度。對(duì)于新能源車主來說,能源補(bǔ)給的便捷性是重要的,因?yàn)檫@直接影響了駕車出行的靈活性,也就是使用體驗(yàn)。相較于一線城市隨處可見的充電樁,加氫站的數(shù)量是十分有限的。2021年中國加氫站數(shù)量僅為218座,雖然已同比增長了84.7%。
因此,國家于近日發(fā)布的《氫能中長期產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》提出,到2025年,燃料電池汽車的數(shù)量將達(dá)到5萬輛左右,并部署加氫站達(dá)1000座。
因此,如果使用便捷性不再是燃料電池汽車的獲勝理由,那么什么才是呢?
氫燃料汽車當(dāng)然不會(huì)贏在成本上——Mirai和Nexo的購買成本都比同類電動(dòng)車要高,而且比在家充電的電動(dòng)車要貴三到十倍。
據(jù)上海特斯拉車友計(jì)算,特斯拉model3續(xù)航在600公里左右的平均電費(fèi)成本在200元左右。
而目前國內(nèi)一公斤氫氣的價(jià)格大約在80元左右,一輛續(xù)航在600公里的氫燃料電池乘用車加滿一次大概需要5.5公斤的氫,成本近450元。
這意味著,氫燃料汽車的運(yùn)行成本將是今天批量生產(chǎn)的電動(dòng)車的兩倍。
清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究所教授毛宗強(qiáng)表示,生產(chǎn)成本高是阻礙氫能汽車發(fā)展的一個(gè)重要原因。以燃料電池公交車為例,燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的成本,加上系統(tǒng)、氫氣瓶和控制器,占整車成本的近60%。如果氫能源汽車想要降低生產(chǎn)成本,就需要在核心技術(shù)方面找到解決方案。"燃料電池系統(tǒng)相當(dāng)于傳統(tǒng)燃油車的發(fā)動(dòng)機(jī),是整車最核心的部件,以前自主品牌一般靠進(jìn)口獲得"。

氫能源一直以來被稱為是理想能源,因?yàn)闅錃馊紵奈ㄒ划a(chǎn)物是水。相反,對(duì)于電動(dòng)車來說,如果要達(dá)到和氫能源汽車一樣的零碳排放,必須要完全使用清潔電力,比如以風(fēng)光發(fā)電所得到的綠電來進(jìn)行能源供給。
然而,在現(xiàn)階段,世界各地可供加注的氫氣大多來自于用未消減的天然氣制造的灰色氫氣。這就不禁讓人對(duì)于氫燃料汽車是否更加環(huán)保產(chǎn)生疑惑。
中國科學(xué)院院士、中國電動(dòng)車百人會(huì)副理事長歐陽明高曾在2021年12月以乘用車舉例表明,2021年純電動(dòng)車單位里程碳排放的數(shù)值約為每公里70克二氧化碳排放。
英國市場研究公司IDTechEx在今年2月寫道,豐田給新Mirai的燃料消耗量為0.86kgH2/100km,因此Mirai在使用灰色氫能時(shí),每公里排放約94gCO2,而現(xiàn)代Nexo(1kgH2/100km)則排放約109gCO2/km。這些數(shù)字與現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)的二氧化碳尾氣排放相比,僅有微小的改善。
IDTechEx還寫道:“這是一個(gè)勇敢的政府,它承諾用大量的公共開支來支持購買燃料電池汽車,并承諾有一天會(huì)有燃料使其低排放......要使氫成為一種具有成本效益的零排放汽車燃料,需要克服大量的生產(chǎn)和分銷挑戰(zhàn)。”


能源的載體主要就是氫和電這兩種。氫能適用于大規(guī)模、能源集中型、長周期的儲(chǔ)存,而電池則是小規(guī)模、分布式、短周期的儲(chǔ)能。這兩者并不是你死我活的競爭,相反是相輔相成的關(guān)系。
延伸到新能源汽車行業(yè)也是一樣。目前,中國的汽車增量中電動(dòng)化的比例超過10%,預(yù)計(jì)到2025年會(huì)突破30%。美國、歐洲等的滲透率也在增長,特別是北歐,挪威電動(dòng)汽車的新車銷售占比已接近100%。
據(jù)中國電動(dòng)汽車百人會(huì)研究預(yù)測結(jié)果,2022年中國新能源汽車年銷量將突破500萬輛;2025年將達(dá)到900萬~1000萬輛。從100萬輛到1000萬輛。在全球新能源汽車行業(yè)快速發(fā)展的當(dāng)下,中國的速度也是處于領(lǐng)軍地位。
未來3~5年,對(duì)于電動(dòng)車行業(yè)的發(fā)展趨勢主要是兩點(diǎn)——電氣化和低碳化。
首先,隨著“雙碳”目標(biāo)的推進(jìn),能源側(cè)變革將讓電動(dòng)汽車用上可再生能源,真正實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展。
同時(shí),新能源汽車可通過接入電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)車網(wǎng)互動(dòng)。風(fēng)電、光伏、儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車加智能電網(wǎng)這一理想模型會(huì)提前實(shí)現(xiàn)。
技術(shù)和政策會(huì)進(jìn)一步支撐電動(dòng)汽車的綠色化,從小范圍試點(diǎn)逐步走向規(guī)模化發(fā)展的軌道,能源革命和汽車革命將實(shí)現(xiàn)實(shí)質(zhì)性協(xié)同。
其次,低碳化是汽車供應(yīng)鏈面臨的第一個(gè)巨大挑戰(zhàn)。
全球碳中和愿景下,整車企業(yè)、零部件企業(yè)都高度關(guān)注供應(yīng)鏈的變革,供應(yīng)鏈如何實(shí)現(xiàn)綠色化、低碳化或者凈零排放是企業(yè)必須解決的問題。
大型汽車企業(yè)碳中和的時(shí)間表大多定于2035年或2040年前,屆時(shí)將實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)全鏈條的凈零排放。這意味著,不僅是整車制造環(huán)節(jié),從上游零部件的生產(chǎn)制造到物流運(yùn)輸都要實(shí)現(xiàn)凈零排放。
對(duì)于氫燃料汽車而言,國家期望2025年可以實(shí)現(xiàn)氫燃料電池汽車保有量發(fā)展到5~10萬輛;2030-2035年間保有量增加到80~100萬輛。足以可見國家發(fā)展氫燃料汽車的決心。
但是,氫燃料電池汽車的全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展不及于電動(dòng)車般成熟,不僅燃料電池這一環(huán),還有整個(gè)氫能產(chǎn)業(yè)鏈的制、儲(chǔ)、運(yùn)、加氫需要協(xié)同發(fā)展。相較于電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)鏈,氫能的產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展越晚了10余年的發(fā)展。
氫能的應(yīng)用特點(diǎn)決定了它的不可替代性,勢必爭取到獨(dú)一份的市場份額。在冬季溫度低、能源基地多的中國北、西部地區(qū),可再生能源的集中度高,具有氫能生產(chǎn)和利用的場景,非常適合氫能全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。
歐陽明高認(rèn)為,在今后5~10年,氫能市場的突破口或者宜于市場化的場景就是在可再生能源氫的富余區(qū)域,盡量在當(dāng)?shù)鼐徒谩?duì)燃料電池汽車而言,最好是低成本、高安全儲(chǔ)氫瓶能夠覆蓋的里程范圍,能夠在冬天利用燃料電池的余熱給車內(nèi)供暖。同時(shí)。地方政府和大型國有能源企業(yè)要有意愿建加氫站。主要合適的車型是卡車、公路客車和重載貨車等。
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參考資料:
[1]https://www.rechargenews.com/energy-transition/does-prototype-mercedes-ev-kill-one-of-the-main-arguments-in-favour-of-hydrogen-cars-/2-1-1202175
[2]https://zhuanlan.zhihu.com/p/66298271
[3]https://chuneng.bjx.com.cn/news/20220402/1215147.shtml
[4]http://www.xinhuanet.com/tech/20211207/06965243e97541d5b1d029fb19e54848/c.html
[5]https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2021/12/471070.shtm
[6]https://wallstreetcn.com/articles/3649184
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