對於氫能源技術來說,這個9月似乎顯得不同尋常。9月5日,廣汽推出的首款氫氣發動機成功點火。9月7日,現代汽車集團舉辦了首屆氫之日釋出會,並透露,今年1-7月現代汽車的氫燃料電池汽車登記量已經超過了豐田。
一時間,已經在汽車市場上淡出已久的名詞"氫能源",似乎又被推上了熱點。
在上世紀末和本世紀初的前十年,一直有人熱炒,氫能源是未來汽車的終極能源。豐田、本田、日產等日系車企,無不下了大力氣去研究。可最近除了豐田還在堅持之外,本田和日產都先後宣佈停止氫能源汽車的生產,這似乎從某種角度佐證了這條路線是失敗的。
然而現代和廣汽先後宣佈入局,又似乎給這個行業帶來了一些生機。到底氫能源汽車的市場前景怎麼樣呢?讓功夫汽車帶大家一起看一下。
(1)氫燃料電池和氫氣發動機,零碳排放的兩種路徑
氫燃料被公認是最終的能源方法,還是有一定的道理的。畢竟氫氣作為二次能源,與石油、天然氣、鋰礦這些有本質的不同,它可以用任意的方式製取,是真正意義的取之不盡用之不竭。並且氫氣的燃燒產物只有一種,那就是水,是絕對的清潔能源。
但既然是終極能源,那配套的自然也需要終極的技術,難度肯定是非常高的。目前來看,廣汽和現代採用的是完全不同的方法。
廣汽是將氫氣作為新型發動機的燃料,它的這款氫氣發動機是基於最新的第四代發動機平臺自主研發,但為了適配氫氣燃燒的特性,它採用了相當多的創新設計。
它採用全新開發的燃燒室升氫氣和空氣的混合均勻度,採用新一代的供氫系統,讓功率密度更高,同時降低了氫氣洩露風險。新車還配備專門的冷型火花塞、強化的活塞活塞環、高強度、高散熱的缸蓋、缸體等。當然還有專門開發的氫氣燃燒管理系統,讓發動機的穩定性更好,運轉效率更高。
從結果來看,效果還是不錯的。雖然只是一款"油改氣"發動機,但它的目標熱效率有望突破44%,可以說初步的設計就已經接近傳統汽油發動機的上限了。這也是氫燃料的優勢,不錯的熱值和極高的燃燒效率,並且是真正的"零碳排放"。
現代集團則聚焦與研發氫燃料電池汽車,韓國兩年前就已經明確要建立氫能社會,已經把氫能產業鏈視為經濟增長的引擎,這對現代集團來說無疑是一個巨大的契機。
現代汽車透露,它們在過去十年將燃料電池系統的成本降低了近98%,準備在2030年讓氫燃料電池車的價格追上現在的純電動汽車,不得不說這是宏偉的目標。
而現代也確實在這麼做,它們已經開始研發第三代氫燃料電池系統,取代現有的NEXO氫燃料電池系統。新的動力系統氫燃料電池系統尺寸會減小30%,輸出功率則會提升到現有的2倍。
(2)遲遲未能市場化,氫能源的弱點究竟在哪?
其實與氫氣發動機一樣,氫燃料電池汽車的難點也並非在電池本身,畢竟燃料電池已經研發這麼多年了。它們真正的難點是一致的,還是在於制氫、儲氫、加氫這其中的每個環節上。
首先氫能有本身就不是可採集的一次能源,它雖然是絕對清潔的,但需要用其它能源來生產它,這其中就涉及到大規模的化工裝置和生產裝置,而且製取過程中是有能量損失的。目前來看制氫依然還是以煤和天然氣制氫為主,這讓它在能源結構上並沒有太大的優勢。
再就是氫氣的儲存是非常困難的,它雖然沒有腐蝕性,但是化學性質極其活躍,點火能量低、燃燒界限寬,一旦密封不利,是很有可能出現安全問題的。並且氫的體積能量密度也不夠理想,需要加壓到非常大才能儲存到車用的液態氫,這本身也需要投入足夠的裝置和能量。
以豐田的車Mirai為例,它已經算是市場化最高的氫能源汽車了。它採用了3個儲氫罐,卻實際上只能帶幾公斤的氫燃料。雖然有著近5米的車長,但它的實際空間其實是比凱美瑞要小的,但價格卻是凱美瑞的兩倍。雖然它加一次氫氣只需要3分鐘,加完就能續航650km,但只有極少數的地方才能補能。
而它的價格卻是凱美瑞的兩倍,這對於普通的家用車使用者來說,毫無疑問是沒有任何吸引力的。而且目前來看,氫燃料電池都大量採用貴金屬鉑,成本相當高,也沒有合適的能夠取代貴金屬的方案,這也對推廣普及有著重大的影響。而氫氣發動機,也與普通的燃油發動機有較大的區別,它的開發也依然有很長的一段路要走,需要投入大量的研發經費。
總的來說就是,氫能源利用率有待提高,而且儲存運輸是比較大的難題,而且價格比較高。這個短時間內很難解決,這大大限制了它的應用前景。
(3)市場才是技術發展的關鍵
但這些其實並不是主要的,實際上市場才是決定技術發展的關鍵。以國內目前發展得如火如荼的電動汽車為例,它在當前的市場條件下,其實相比傳統的燃油車、混合動力汽車,並沒有太大的優勢。真要算上整個生產鏈的環保節能,它未必比得上混合動力汽車。但在政策的大力支援,電動汽車的發展極其繁榮,而且成本各方面也在不斷最佳化。
反之,如果國內大力發展氫能源,在有足夠大的市場規模之後,它的成本一樣是可以降下來的。
因此氫能源也並非沒有機會,實際上除了廣汽之外,去年年底長安CS75還申報了一款FCV車型,長城前不久也釋出了氫檸技術,宣佈要推出氫氣發動機,吉利更是早在2年前就釋出過氫燃料客車。
春江水暖鴨先知,既然國內的一線車企們都在加大對於氫能源的研發,至少說明從長遠來看,氫能源也會在國內汽車市場中佔據一定的地位。
從目前來看,全球氫能源汽車的年銷量還不到兩萬,其中現代排在第一位,其次豐田佔比40.1%,本田佔比1.6%。在市場化方面,現代和豐田已經走在了前面,在技術上,這幾家國際車企也都有不錯的積澱。
但這也並不意味著它們就一定能在未來的競爭中搶得先機,要知道寶馬和通用研發新能源汽車,可位元斯拉早多了,而且當時來看,它們的實力也遠遠領先其他對手。但現在全球範圍內電動車銷量,已經成為特斯拉和比亞迪爭第一了。
等真正市場成熟起來的時候,可能格局還會有很大的變化。
(4)功夫拍案
從目前的形式來看,氫能源汽車的發展還有較長的路要走。它們產出的產品,暫時還不能滿足苛刻的家用需求,配套設施還不夠完全。
但作為"最終能源",各大車企對它還是比較重視的,國內車企已經紛紛入局。也許它會成為下一個增長熱點,大家覺得呢?