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为何燃料动力电池得不到市场的普及?

2022-11-25   点击量:227

此外纯电车型充一次电最快也要30至40分钟,作为纯电汽车的主要需求地区,一线城市的高峰时段燃油车都需要排长队来加油,如果全换成电动车又会是怎样的一番情景?所以动力电池模式的未来长远发展几乎是一个死局。


日前,在清华大学召开的氢能产业发展创新论坛上,北汽集团总经理张夕勇透露,面向2022年北京冬奥会,北汽正在开发续驶里程超过450公里的第四代氢燃料电池客车,以及续航里程超过350公里的第二代氢燃料电池物流车。


与之相关的另一则新闻是,《日本经济新闻》报道称,日产宣布暂停与戴姆勒及福特合作开发燃料电池车的计划,将力量集中于发展电动汽车。曾经备受热捧的氢燃料电池技术,似乎在其大本营日本遭遇了发展瓶颈。


目前包括日本、韩国、美国以及中国在内的许多国家都将大型的燃料电池作为重点研发项目,但是为何在日常生活中我们却很少能见到氢燃料电池车呢?要解析这个话题,我们首先要明白氢燃料动力和目前大行其道的主流三元锂电池为动力的EV车型有何不同。


和纯电动汽车一样,氢燃料电池车也属于新能源车,其通过车载氢与氧的化学反应提供电能以驱动汽车。相比需要大容量动力电池的EV车型,氢燃料动力不需要占用空间和自重巨大的动力电池组、燃料补充更加快捷(3分钟即可完成燃料加注几乎和燃油车一样),作为原料的氢和氧也属于非常易获得的二级资源,由于目前的电力来源相当大的一部分仍旧是燃煤发电,所以氢燃料电池显得更为环保。


但是氢燃料动力也并不完美(否则现在路上也不会是动力电池的天下了),首先是氢燃料电池的结构复杂、技术门槛高,这也间接的导致了氢燃料电池车的终端售价很不友好,目前最成功的量产氢燃料电池车丰田Mirai在北美的售价为57500美元(约合37万人民币)。此外氢燃料的储存和使用条件也非常苛刻,目前还没有那个国家完成了大面积加氢站点的建设,不足以支撑氢燃料电池车的大规模投放市场。


尽管还有着这样那样的问题,小编依然认为氢燃料汽车(FCV)将会是未来新能源出行的最终模式。为什么不是现在大行其道的纯电动力呢?因为从短时间来看(20至30年内)动力电池的价格、能量密度及使用寿命的问题完全没有能够被解决的趋势,即使有朝一日这些问题能够得到解决,但是充电时间长、对电网冲击太大是永远解决不了的。


一辆只能跑500公里的纯电动轿车,即便以目前最快的特斯拉超级充电模式来例证也要75分钟才能充满,这种极快的充电方式不仅对电池极其有害会缩短寿命,需要的电流更高达192A(前40分钟用192A充满80%,后35分钟需要绢流模式来涵养电池)。


目前国内汽车保有量大约为3亿辆,而新能源车型(包括插电混动及纯电动力)截止2017年保有辆仅为340万辆占比为1.2%,按照2025年新能源车占比要达到25%的产业规划,在纯电动力车大量普及之后这种极为夸张的充电电流会直接拖垮整个电网,因为一台特斯拉极速充电模式的192A相当于家用40台壁挂式空调!如果电动汽车大规模普及,可能现有发电规模翻上十倍都供不上,现有的电网规模会瞬间崩溃,所有的户外输电线变电站都要更换升级。


此外纯电车型充一次电最快也要30至40分钟,作为纯电汽车的主要需求地区,一线城市的高峰时段燃油车都需要排长队来加油,如果全换成电动车又会是怎样的一番情景?所以动力电池模式的未来长远发展几乎是一个死局。


回过头来看,氢燃料电池虽然依旧面临这这样那样的问题,但都不是无法解决的硬伤。氢燃料电池的使用成本乍一看似乎比动力电池贵不少,但动力电池是有使用寿命及衰减的;而氢燃料电池则几乎没有。以丰田的FCV为例,使用的是“电解质薄膜”燃料电池技术,简单就是说是利用氢气跟氧气化学反应过程中的电荷转移来形成电流,除了催化剂使用铂金外,没有任何的消耗物,铂金本身也不消耗,这个“电解质薄膜”燃料电池寿命比车辆的使用周期还长。


而且,丰田的Miari最大的突破是成功降低了铂金的使用量,在未来的Miari2代时还能进一步降低铂金的使用量,从而大幅拉低燃料电池的成本。基本上,FCV除了那2个700个大气压的储氢罐需要定期安检和长使用周期需要更换外,没有其他的重置成本,而且丰田也展望未来储氢罐的成本还能继续下降,而为了普及氢燃料电池技术,丰田非常明智的无偿提供5680项燃料电池系统相关专利(包括正在申请中的专利)的使用权。

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