有一件事情毋庸置疑，那便是汽車產(chǎn)業(yè)的電動(dòng)化轉(zhuǎn)型。經(jīng)過多年的艱苦奮斗，我國(guó)已迅速成長(zhǎng)為全球最大的新能源汽車市場(chǎng)，在這場(chǎng)時(shí)代變革當(dāng)中處于領(lǐng)先位置。
但關(guān)于轉(zhuǎn)型方向，歷來(lái)都是備受爭(zhēng)議，我國(guó)乃至歐洲以及美國(guó)這幾個(gè)主要的汽車市場(chǎng)，現(xiàn)階段主推的方向都是以鋰電為主的純電動(dòng)車型。而氫作為理想的能量來(lái)源，號(hào)稱是取之不盡且符合綠色發(fā)展理念，一直以來(lái)都受到很多人的推崇，并且有部分車企已經(jīng)實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目落地，例如豐田、本田、現(xiàn)代等公司。
那么氫電之爭(zhēng)，氫能源就一定是未來(lái)的發(fā)展方向嗎？既然它這么好，為什么還沒有成為當(dāng)下的發(fā)展主流呢？帶著這些問題，我們來(lái)展開今天的討論。
“氫燃料、氫能源”，從字面意思理解，可能會(huì)有很多人將其理解為：通過燃燒氫氣產(chǎn)生能量來(lái)驅(qū)動(dòng)車輛的供能方式。這樣的理解在過去的確適用，因?yàn)闅淙剂蟽?nèi)燃機(jī)曾真真切切地出現(xiàn)在歷史舞臺(tái)當(dāng)中，一個(gè)典型案例就是寶馬的Hydrogen 7項(xiàng)目。
該項(xiàng)目基于寶馬760Li車型上的V12發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行改制，既可以使用汽油，也可以使用氫氣，但最終的效果卻是差強(qiáng)人意，首先技術(shù)要求更高，且不能完全避免氮氧化物的排放，熱效率也沒有比普通的內(nèi)燃機(jī)高出多少，還需要背負(fù)尺寸巨大的儲(chǔ)氫罐，在象征性地生產(chǎn)了100臺(tái)之后就黯然離場(chǎng)。
時(shí)至今日，氫燃料電池已成為主流的研究方向，但搭載氫燃料電池的車輛，本質(zhì)上來(lái)說還是屬于電動(dòng)車，只是采用了不一樣的供能系統(tǒng)。
從技術(shù)方面來(lái)講，這是一種利用化學(xué)元素的反應(yīng)來(lái)儲(chǔ)存一定能量的電池，最大的好處就是沒有污染，燃燒后除了電能之外只產(chǎn)生水和熱量，屬于嚴(yán)格意義上的清潔能源；報(bào)廢后可回收程度也比較高，基本不會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染；另外氫的儲(chǔ)量和來(lái)源都更加豐富，有效避免了化石能源以及鋰電池關(guān)鍵材料的緊缺問題。
除此之外，氫的電化學(xué)反應(yīng)熱效率比較高，可以達(dá)到60%-70%之間，在配備合適容量的氫能之后，能夠提供相對(duì)較長(zhǎng)的續(xù)航里程；而且搭載氫燃料電池的車輛，在補(bǔ)能方式上與燃油車類似，僅需要三五分鐘就可以加滿氫氣，不需要改變?nèi)藗冊(cè)谌加蛙囯A段的用車習(xí)慣。
以上海進(jìn)博會(huì)亮相的第二代豐田Mirai為例，該車搭載了氫燃料電池，并配備三個(gè)儲(chǔ)氫罐，綜合功率最大可達(dá)134kW，峰值扭矩達(dá)到300N·m，最大續(xù)航里程達(dá)到850km。共推出5款車型，售價(jià)區(qū)間為710萬(wàn)-805萬(wàn)日元，約合人民幣44.5萬(wàn)-50.5萬(wàn)元。
通過以上所述，我們可以看到氫燃料電池的諸多優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)落地的項(xiàng)目也證明它是可以實(shí)現(xiàn)的，那為什么發(fā)展到現(xiàn)在還是沒能大規(guī)模商用呢？背后隱藏著哪些技術(shù)難題呢？我們接著往下看。
還是以上文提到的豐田Mirai為例，作為氫燃料電池方向的技術(shù)先驅(qū)，豐田早已囤積了大量的技術(shù)專利，足足占據(jù)近60%，這能夠讓其在行業(yè)內(nèi)保持領(lǐng)先位置，一定程度上避免其它同行的競(jìng)爭(zhēng)，但同時(shí)這也限制了行業(yè)的發(fā)展。
為什么這么說呢？其它車企要想研究氫燃料電池相關(guān)技術(shù)，理論上很難避開豐田的技術(shù)壁壘，這時(shí)候就只有兩條路可選，要么支付不菲的專利費(fèi)用，要么另辟蹊徑，再尋一條康莊大道。顯然，這兩條路都不好走，需要車企投入巨大的人力、物力，并且不一定能看到成果。而且從現(xiàn)階段來(lái)看，氫燃料電池并非不可替代。
就算搞定了以上相關(guān)專利、技術(shù)問題，在氫燃料電池車輛后續(xù)的使用方面，也會(huì)遇到諸多難題。眾所周知?dú)湓诔爻籂顟B(tài)下是一種密度極小的氣體，而滿足一輛車合理續(xù)航里程所需的氫至少是5kg，那如何儲(chǔ)存便是第一個(gè)難題。
現(xiàn)階段采用最多的辦法就是將氫氣壓縮存于儲(chǔ)氫罐中，但這項(xiàng)技術(shù)對(duì)于罐體的材質(zhì)及密封要求也是相當(dāng)之高，例如豐田Mirai（第一代，第二代未知）的儲(chǔ)氫罐采用KEVLAR材質(zhì)，可以承受70兆帕的壓力，對(duì)比之下技術(shù)要求是滿足了，但成本也隨之提高了很多。另外還有一種方法是將氫冷卻到零下253℃，這時(shí)候便可以得到液態(tài)氫，但執(zhí)行難度顯然更大。
第二點(diǎn)便是加氫站的建設(shè)難題，建設(shè)一座符合要求的加氫站至少需要花費(fèi)千萬(wàn)以上，而且還不包括維護(hù)成本、人工成本等其它雜費(fèi)，另外它也同樣需要解決氫的運(yùn)輸、存儲(chǔ)問題?？偟膩?lái)說，以現(xiàn)階段人類掌握的工業(yè)方式來(lái)看，生產(chǎn)出滿足需求的氫燃料所需要的成本非常高，但效率卻非常低。
以上說了這么多，技術(shù)是一方面、成本也是一方面，但最大的難點(diǎn)還是在于市場(chǎng)。因?yàn)槿魏涡录夹g(shù)的發(fā)展都需要成規(guī)模的投資和相關(guān)政策的引導(dǎo)，然而現(xiàn)階段只有少數(shù)的幾家企業(yè)在推動(dòng)，很難在全球建立起帶動(dòng)效應(yīng)，相關(guān)問題更是難以得到解決。
什么時(shí)候能夠在全球建立起一套完整的供應(yīng)體系，那才有可能是氫燃料電池的“黃金時(shí)代”。
首先說明一點(diǎn)，我國(guó)并沒有排斥氫燃料電池，只是在前期選擇了另一條技術(shù)路線，發(fā)展到現(xiàn)在純電動(dòng)車型取得了相對(duì)不錯(cuò)的階段性成果，能夠保證一定幅度的領(lǐng)先，這才開始逐步發(fā)展氫燃料電池。例如長(zhǎng)城汽車、中國(guó)石化、隆基股份，這些企業(yè)都在布局氫能源產(chǎn)業(yè)，而各地政府也在相繼出臺(tái)政策來(lái)扶持產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
但在討論我國(guó)的發(fā)展戰(zhàn)略之前，我們先就著上文提到的Mirai，說一說為什么豐田乃至日本會(huì)如此熱衷于氫燃料電池的發(fā)展。
從最早期來(lái)看，氫能源的發(fā)展是由于石油危機(jī)，日本早在1993年就開始啟動(dòng)氫燃料電池的開發(fā)，彼時(shí)與日本一起研究的還有歐洲。但后來(lái)隨著石油價(jià)格的回落以及中美市場(chǎng)在電動(dòng)車領(lǐng)域的飛速發(fā)展，歐洲轉(zhuǎn)身拋棄了氫能源，投入到純電動(dòng)車型的開發(fā)當(dāng)中。但是日本沒有，為什么？
其實(shí)這也和日本的國(guó)情相關(guān)，作為一個(gè)島國(guó)，日本的國(guó)土面積非常有限，境內(nèi)礦物資源也是異常缺乏，不止是石油，他們的電（上游供應(yīng)）也非常依賴進(jìn)口。所以，發(fā)展純電動(dòng)車型對(duì)于日本沒有任何的戰(zhàn)略優(yōu)勢(shì)，還是會(huì)受制于人，索性繼續(xù)投入到氫燃料電池的研發(fā)當(dāng)中。
但我國(guó)不一樣，我們有廣袤的土地，有豐富的電能獲取方式，發(fā)展純電動(dòng)車型更是國(guó)情所需。一方面可以避免石油危機(jī)以及氫能源技術(shù)的相關(guān)技術(shù)專利，另一方面我們也沒有燃油車產(chǎn)業(yè)的歷史包袱，全力投入到電動(dòng)車的發(fā)展當(dāng)中，更有機(jī)會(huì)實(shí)現(xiàn)彎道超車。
這也是前些年我們通過經(jīng)濟(jì)手段（補(bǔ)貼）和行政手段（限行、限購(gòu)）快速發(fā)展新能源車型的原因，只有快，才能抓住歷史的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，確保我國(guó)成為新能源汽車的主戰(zhàn)場(chǎng)。而且我們本就是全球最大的汽車消費(fèi)市場(chǎng)，有了這兩點(diǎn)，我們才能抓住時(shí)代機(jī)遇，有機(jī)會(huì)一躍成為汽車強(qiáng)國(guó)。
那發(fā)展到現(xiàn)在，我們實(shí)現(xiàn)彎道超車了嗎？在這里還不能夠下定論，但至少，我們是全球最大的新能源汽車市場(chǎng)，還處于相對(duì)領(lǐng)先的位置。
最后再提幾個(gè)想法，第一，假如我國(guó)能夠用當(dāng)初發(fā)展電動(dòng)車的架勢(shì)，來(lái)推動(dòng)當(dāng)下氫燃料電池的發(fā)展，你覺得能不能成功呢？我覺得至少會(huì)比現(xiàn)在高一個(gè)層次。第二，如果氫燃料電池相關(guān)技術(shù)搞不定，你覺得什么才是終極的能源解決方案呢？
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