未來(lái)汽車動(dòng)力的技術(shù)戰(zhàn)爭(zhēng),早就在十多年前打響。
2008年初,時(shí)任科技部部長(zhǎng)的萬(wàn)鋼與馬斯克在舊金山見(jiàn)面,中國(guó)在隨后幾年迅速進(jìn)入電動(dòng)車時(shí)代。
而與此同時(shí),日本則將發(fā)展氫能及氫能車奉為國(guó)策。
十幾年過(guò)去了,雖然過(guò)程有所波折,但以替代燃油車的規(guī)模來(lái)看,這場(chǎng)技術(shù)之戰(zhàn)目前是中國(guó)打贏了。
日產(chǎn)、本田先后宣布暫停對(duì)氫能車的研發(fā),就連炮轟電動(dòng)車的豐田,最終也只能無(wú)奈地宣布加快對(duì)電動(dòng)車技術(shù)的研發(fā)。
只是江湖上,關(guān)于氫能車與電動(dòng)車誰(shuí)才代表未來(lái)的爭(zhēng)議并未落幕,氫能車的故事也仍然在戰(zhàn)事的灰燼中繼續(xù)。
電動(dòng)車與氫能車之爭(zhēng)
“氫能車才是未來(lái),電動(dòng)車只是過(guò)渡。”
盡管當(dāng)下電動(dòng)車的發(fā)展已成燎原之勢(shì),但是氫能車依然有不少信徒,而信仰源于一個(gè)樸素的理由:
氫能車才是真正的環(huán)保。
而在國(guó)際上,關(guān)于氫能與電能的爭(zhēng)議更為激烈。比爾蓋茨是典型的“氫能派”,就在去年他大手一揮,打著應(yīng)對(duì)氣候變化的旗號(hào),投資15億美元在美國(guó)搞了個(gè)氫能“慈善”項(xiàng)目,還盛情邀請(qǐng)搞電動(dòng)車的馬斯克去參觀。
誰(shuí)都知道馬斯克是電動(dòng)車派忠誠(chéng)的信徒。他沒(méi)有應(yīng)邀,此前馬斯克也沒(méi)少在推特上diss氫能車:“氫燃料電池不可能成功”,“這門生意不僅愚蠢而且毫無(wú)意義”。
這不禁令人疑惑,電動(dòng)車與氫能車,誰(shuí)才代表了未來(lái)?氫能車真的比電動(dòng)車更環(huán)保、更節(jié)能?
相信大家對(duì)電動(dòng)車的動(dòng)力原理已經(jīng)比較熟悉,那么氫能車又有什么不同呢?
目前市場(chǎng)上主流的氫能車,大多數(shù)采用的是燃料電池系統(tǒng),通過(guò)該裝置,氫能車可以將從加氫站加到的氫氣,與供氣系統(tǒng)提供的氧氣放到燃料堆中發(fā)生反應(yīng),最終轉(zhuǎn)化為水和電能,產(chǎn)生的電能通過(guò)氫能車的動(dòng)力控制單元驅(qū)動(dòng)電機(jī),從而驅(qū)動(dòng)車輛行駛,輔助電池則在需要時(shí)額外提供動(dòng)力。
氫燃料電池車結(jié)構(gòu)示意圖
如此來(lái)看,氫能車的工作原理與這兩年吵得沸沸揚(yáng)揚(yáng)的的增程式電動(dòng)車的原理有些相似,只不過(guò)氫燃料電池車把增程式電動(dòng)車的汽油引擎+發(fā)電機(jī),換成了氫燃料電池堆,把油箱換成了儲(chǔ)氫罐。
從排放的結(jié)果來(lái)看,零排放的電動(dòng)車與只排放水的氫能車都很環(huán)保。但是從能源獲得的角度來(lái)說(shuō),電動(dòng)車所需要的電能,大部分還是靠火力發(fā)電所得,也就是燒炭燒煤——這也是電動(dòng)車被大眾詬病既非新能源,同時(shí)也不環(huán)保的緣由。
氫能車所加注的氫氣的確是新的能源,但氫也不能直接從自然界中獲取。目前氫氣的來(lái)源主要有3種:利用石油、天然氣等化石能源制取的灰氫,將天然氣通過(guò)蒸汽甲烷重整或自熱蒸汽重整制成的藍(lán)氫,以及通過(guò)再生能源(如光能、風(fēng)能、核能)制造的綠氫。
其中只有利用再生能源發(fā)電進(jìn)行電解水制取的綠氫,才是真正意義上的清潔能源,而灰氫和藍(lán)氫都不可避免的消耗化石能源,產(chǎn)生一定的碳排放。
但綠氫目前在國(guó)內(nèi)的占比還不到5%,大部分氫能還是來(lái)自化石原料制氫。
因此從現(xiàn)階段看,氫能車與電動(dòng)車都難言是真正意義上的環(huán)保。
不過(guò)從能源轉(zhuǎn)化的效率來(lái)看,氫能車最終還是要將氫能轉(zhuǎn)化為電能,而且氫能的產(chǎn)生也要耗費(fèi)其他的能源,相比之下,顯然電動(dòng)車對(duì)能源的使用效率顯然是更高的。
但也要考慮到部分氫能的產(chǎn)生本身就是廢物再利用,比如利用工業(yè)副產(chǎn)制氫,或者是將原本棄置的光能、風(fēng)能通過(guò)電解水的形式轉(zhuǎn)化為氫能儲(chǔ)存起來(lái),對(duì)于這部分能源來(lái)說(shuō),制成氫能總比浪費(fèi)了好。
制成的氫氣總要用才有價(jià)值,乘用車是個(gè)好去處,因?yàn)楫?dāng)前對(duì)氫能價(jià)格承受最強(qiáng)的產(chǎn)業(yè)還得是汽車。
昂貴又危險(xiǎn)
氫能車與電動(dòng)車的起點(diǎn)相似,兩者都發(fā)軔于燃油車獨(dú)霸天下的時(shí)代,但發(fā)展至今,氫能車與電動(dòng)車呈現(xiàn)出冰火兩重天的局面。
2021年末,全球主要國(guó)家氫能車的保有量?jī)H為4.95萬(wàn)余臺(tái),相比于電動(dòng)車在全球擁有超過(guò)1600余萬(wàn)的保有量,那幾乎是可以忽略不計(jì)。
同為新能源,為什么氫能車的發(fā)展不敵電動(dòng)車?
因?yàn)閷?duì)于電動(dòng)車來(lái)說(shuō),好歹電線網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)鋪設(shè)好了,特斯拉們不用建設(shè)煤礦、建發(fā)電廠、建變電站,但對(duì)造氫能車的車企來(lái)說(shuō),除了要造氫能車,還需要面臨的是解決推廣氫能車所需要配套制氫、運(yùn)氫、儲(chǔ)氫等一整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的基礎(chǔ)建設(shè)問(wèn)題。
比如加氫站的建設(shè),據(jù)媒體統(tǒng)計(jì),除去土地成本外,建設(shè)一座35MP、日加氫500kg的固定式加氫站的平均投資在1500萬(wàn)元左右,而且運(yùn)營(yíng)成本更高。中信證券研報(bào)指出,建設(shè)一座加氫站,成本比充電樁貴3倍以上。
又比如運(yùn)氫成本。即使是最高效的管道輸送氫氣的方式,也十分“勞民傷財(cái)”。來(lái)自美國(guó)的數(shù)據(jù)顯示,2019年,美國(guó)氫氣管道的造價(jià)高達(dá)30萬(wàn)—100萬(wàn)美元/公里,是天然氣管道造價(jià)的2倍。
凡此種種,最終也造成了普通民眾用氫成本的高昂。
以中國(guó)為例,目前國(guó)內(nèi)加氫站內(nèi)加1公斤氫的成本大概需要六七十元,而一公斤氫大概能跑100-130公里,雖然比部分燃油車百公里的成本要略低,但還是要比電動(dòng)汽車跑百公里的成本要高出很多。
而且電動(dòng)車尚且會(huì)出現(xiàn)自燃的危險(xiǎn),更何況是威力更大的“氫氣”,消費(fèi)者必然更加擔(dān)心。
事實(shí)上,氫氣在露天環(huán)境中由于體積小容易擴(kuò)散不會(huì)有爆發(fā)的危險(xiǎn),但是在封閉環(huán)境中,比如在地下停車庫(kù)或是加氫站中,那就說(shuō)不定了。
因?yàn)闅錃獗O限的范圍很寬,氫氣在空氣中的體積濃度達(dá)到4%到75.6%之間時(shí),遇到火源都有可能發(fā)生爆炸。
日本的潰敗
明知前途艱難,日本還是將發(fā)展氫能奉為國(guó)策。
日本早在1981年就開(kāi)始著手新能源項(xiàng)目,2008年推出燃料電池車計(jì)劃,2013年又通過(guò)了《日本再?gòu)?fù)興戰(zhàn)略》,將發(fā)展氫能作為國(guó)策。據(jù)說(shuō)日本國(guó)民購(gòu)買豐田一輛氫能源汽車,國(guó)家和政府可以補(bǔ)貼10萬(wàn)元人民幣。
日本賭上國(guó)運(yùn)押注氫能戰(zhàn)略就是為了擺脫對(duì)能源的依賴,根據(jù)日本原子財(cái)團(tuán)發(fā)布的數(shù)據(jù),若不考慮核能,日本對(duì)外資源的依賴度為92%,生產(chǎn)鋰電池所需要的鋰、鈷、鎳,國(guó)內(nèi)幾乎沒(méi)有供給。
環(huán)顧四周,日本最不缺的就是海水,利用核能多余的電力來(lái)電解海水制氫,就可以完美地解決日本能源被卡脖子的問(wèn)題。
而更大的野心在于,日本希望憑借自己在氫能領(lǐng)域幾乎壟斷的專利,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)全球收割。
可以說(shuō),日本當(dāng)時(shí)的選擇無(wú)可厚非。
按照日本原本的構(gòu)想,到2050年實(shí)現(xiàn)全境燃料電池普及,以及氫燃料電池車的普及。結(jié)果特斯拉的橫空出世,一舉加速了世界向電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)化的進(jìn)程。隨之而來(lái)的是中國(guó)電動(dòng)車全套產(chǎn)業(yè)鏈的蓬勃發(fā)展,以及歐洲國(guó)家對(duì)電動(dòng)汽車的追隨。
也就是說(shuō),世界上幾大主要經(jīng)濟(jì)體都選擇了電動(dòng)汽車的技術(shù)路線。
也有人說(shuō),怪只怪當(dāng)初日本當(dāng)時(shí)太過(guò)霸道,牢牢將氫能的技術(shù)專利攥在手里,誰(shuí)想要發(fā)展氫能就要向他交大量的專利費(fèi)用。相比之下,特斯拉早就放開(kāi)了電動(dòng)汽車的技術(shù)專利,這或許也是選擇電動(dòng)汽車路徑的重要原因之一。
等到2015年電動(dòng)車大勢(shì)將起之際,豐田再匆忙宣布開(kāi)放了部分氫能專利,但也已經(jīng)是于事無(wú)補(bǔ)。
2018年6月,日產(chǎn)宣布暫停與戴姆勒及福特合作開(kāi)發(fā)燃料電池車的計(jì)劃,集中發(fā)力于電動(dòng)汽車發(fā)展;2021年7月,本田汽車宣布將關(guān)閉日本狹山工廠,終止氫燃料電池乘用車的生產(chǎn);到2021年底,扛不住的豐田終于對(duì)電動(dòng)車低頭,宣布在2030年之前將投入350億美元用于電動(dòng)汽車的研發(fā)。
至此,日本氫能車大躍進(jìn)以失敗暫告一段落。
回過(guò)頭去看,日本在氫能技術(shù)路線領(lǐng)域吭吭哧哧干了二十多年,到頭來(lái)發(fā)現(xiàn)世界沒(méi)有按照他的劇本來(lái),如今還要再花一大筆錢去追趕電動(dòng)車的浪潮,頗有一種“天要亡我非戰(zhàn)之罪”的悲壯。
中國(guó)的打算
不過(guò)更有意思的是,日本在氫能車路線上的潰敗,并沒(méi)有減退中國(guó)發(fā)展氫能的熱情。
2019年3月,氫能源首次寫入政府工作報(bào)告;2020年推出了一系列氫能政策;后又將氫能發(fā)展寫入《十四五規(guī)劃》中;今年初中國(guó)又出臺(tái)了首個(gè)關(guān)于氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的中長(zhǎng)期規(guī)劃。
與此同時(shí),各地省市政府也在迅速跟進(jìn),包括北京、上海、廣州、佛山、武漢、天津、廣東、山東、山西、湖北等都提出了發(fā)展氫能的規(guī)劃,而且這一陣容還在不斷擴(kuò)大。
在今年初的北京冬奧會(huì)上,北京投入了1000多輛氫能車,并配備了30多座加氫站,在全世界面前秀了一把,不知將氫能戰(zhàn)略奉為國(guó)策的日本看到后作何感想。
只是,若談及擺脫對(duì)石油的依賴,以及實(shí)現(xiàn)對(duì)燃油車的換道超車,目前國(guó)內(nèi)已成燎原發(fā)展之勢(shì)的電動(dòng)車已經(jīng)能夠完成使命,而且日本在氫能技術(shù)路線的潰敗也可說(shuō)是前車之鑒,那為什么中國(guó)什么還要花大力氣去發(fā)展氫能車?
雖然現(xiàn)階段氫能技術(shù)發(fā)展還處于初級(jí)階段,但氫能仍然被普遍認(rèn)為是人類的終極能源。
畢竟氫能是地球上來(lái)源最廣泛同時(shí)又最清潔的能源,氫氣是常見(jiàn)燃料中熱值最高的, 約是石油的3倍,煤炭的4.5倍,正是它將火箭送上天空,也是它(氫元素的核聚變),讓太陽(yáng)擁有普照萬(wàn)物的能量。
而且相比于氫能,目前用于電動(dòng)汽車的鋰電池,發(fā)展還有一個(gè)最大的阻礙,就是還是要依賴鋰、鈷、鎳等重金屬資源。
此前,頂級(jí)礦商雅寶警告,預(yù)計(jì)在未來(lái)七到八年的時(shí)間里,鋰礦供應(yīng)將持續(xù)吃緊。也就是說(shuō),接下來(lái)幾年內(nèi)鋰礦價(jià)格有可能繼續(xù)漲。
而且礦產(chǎn)資源總是有限的,萬(wàn)一哪天礦產(chǎn)資源枯竭了怎么辦?
此外,目前鋰電池回收技術(shù)也很弱,如果處理不當(dāng)將會(huì)對(duì)環(huán)境造成非常大的影響,全球第一批電動(dòng)汽汽車電池的報(bào)廢潮高峰已經(jīng)到來(lái)。
相比之下,氫能車所用到的燃料電池只用到了鉑這一種金屬,隨著技術(shù)的進(jìn)步,燃料電池中對(duì)于鉑的使用正在大幅減少,同時(shí)燃料電池的回收技術(shù)也非常成熟,可以做到回收過(guò)程無(wú)污染,回收率高達(dá)80%以上。
對(duì)于中國(guó)來(lái)說(shuō),目前是電動(dòng)車與氫能車選擇都要。根據(jù)規(guī)劃,到2025年,中國(guó)將完成布局130座加氫站,10萬(wàn)輛燃料電池車的保有量。
如今國(guó)內(nèi)氫燃料電池車保有量?jī)H有8000多輛,這意味著在兩年內(nèi)國(guó)內(nèi)氫能車的保有量要增長(zhǎng)12倍。這對(duì)于各地政府和車企來(lái)說(shuō),無(wú)疑意味著巨大的機(jī)會(huì)。
畢竟,誰(shuí)不想做新能源車領(lǐng)域的下一個(gè)上海與合肥呢?
責(zé)任編輯: 李穎