氫燃料電池汽車正駛上“快車道” 將成為新能源汽車的最終方案？

時間:2023-08-13 10:33來源:中國科技信息 作者:小科
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       氫燃料電池汽車的關(guān)鍵所在和奧秘之處，在于它的動力來源—氫燃料電池近乎完美和非常理想的工作原理與機制，它名義上叫“電池”，而實質(zhì)上是一種基于化學原理，將作為“燃料”的氫氣和空氣中的氧化劑反應(yīng)生成化學能轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電裝置—氫氣發(fā)電機。
 
      純電動車只是過渡，氫燃料電池汽車才是未來，氫氣將成為“最時髦的驅(qū)動力”。每當業(yè)界討論起新能源車的未來發(fā)展時，“氫燃料電池汽車”都會被重點提及。
 
      氫能作為一種清潔高效的能源，應(yīng)用前景十分廣闊。目前我國能源結(jié)構(gòu)還是以化石能源為主，要想實現(xiàn)雙碳目標，最迫切的是加速改變當下能源結(jié)構(gòu)。而氫燃料電池汽車作為其中重要的一環(huán)，可以簡述為“自帶氫燃料發(fā)電機的電動車”。
 
       相比燃油、鋰電池車，氫燃料電池車具有更長的續(xù)航里程、更快的充能速度、更強的低溫性能等優(yōu)勢。近年來，政府、產(chǎn)業(yè)、行業(yè)、企業(yè)及相關(guān)專業(yè)機構(gòu)等多方進行了積極的推動和努力，我國氫能產(chǎn)業(yè)和燃料電池汽車的發(fā)展正駛上“快車道”。
 
       然而，在產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的同時，國內(nèi)氫燃料電池汽車行業(yè)也存在著一些短板與不足：產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力和產(chǎn)業(yè)鏈的自主可控能力有待進一步提高，燃料電池和氫氣等相關(guān)產(chǎn)品和環(huán)節(jié)成本相對較高，應(yīng)用示范場景也還需要進一步拓展。
 
       氫能源電池車的技術(shù)和市場如今發(fā)展的如何？國內(nèi)未來發(fā)展前景如何？將怎樣應(yīng)對發(fā)展中的挑戰(zhàn)？今天，請跟隨《中國科技信息》一起來聊聊這個話題。
 
什么是氫燃料電池汽車？
 
       氫燃料電池市場是氫能產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，也是氫能在交通領(lǐng)域的主要應(yīng)用形式。氫燃料電池汽車是利用氫燃料電池作為動力源的汽車，具有清潔、高效、可再生等優(yōu)點，被認為是未來汽車的發(fā)展方向之一。
 
       那么，氫燃料電池汽車的原理是什么？簡單來說，氫燃料電池汽車的關(guān)鍵所在和奧秘之處，在于它的動力來源—氫燃料電池近乎完美和非常理想的工作原理與機制，它名義上叫“電池”，而實質(zhì)上是一種基于化學原理，將作為“燃料”的氫氣和空氣中的氧化劑反應(yīng)生成化學能轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電裝置—氫氣發(fā)電機。
 
       具體來說，氫燃料電池在電化學過程中使用氫作為燃料，將氫和氧結(jié)合起來產(chǎn)生電能和水。電解的逆過程從水中產(chǎn)生“綠色”氫氣和氧氣，可以使用一系列可再生能源（風能、波浪能、太陽能）來生產(chǎn)氫氣，作為可再生能源發(fā)電的燃料，其唯一的“副產(chǎn)品”是水。
 
       綜合來看，發(fā)展氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)，既符合我國能源技術(shù)變革的需求，也是汽車產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型升級的重要一環(huán)。但在純電動汽車和混合動力汽車走勢良好，市場接受程度越來越高的當下，關(guān)于氫燃料電池汽車的“爭論”仍在繼續(xù)。
 
我國氫燃料電池汽車發(fā)展正駛上“快車道”
 
       近年來，政府、產(chǎn)業(yè)、行業(yè)、企業(yè)及相關(guān)專業(yè)機構(gòu)等多方進行了積極的推動和努力，我國氫能產(chǎn)業(yè)和燃料電池汽車的發(fā)展正駛上“快車道”。
 
       2020年11月，國務(wù)院辦公廳印發(fā)的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》中，將燃料電池汽車與純電動汽車、插電式混合動力（含增程式）汽車列為三大方向。可以看出，在政策層面，氫燃料汽車與純電汽車被同等重視。
 
      2022年3月，國家發(fā)改委、能源局聯(lián)合發(fā)布了《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035年）》，明確了氫能的能源屬性和戰(zhàn)略地位，并提出了2025年氫能車保有量達到5萬輛的目標。
 
       與此同時，各地也制定了相應(yīng)的推廣規(guī)劃和補貼政策，鼓勵氫能在交通領(lǐng)域的應(yīng)用。例如，廣東省提出了2025年推廣1萬輛以上氫能車的目標，并給予每輛氫能車最高30萬元的補貼；山東省提出了2025年推廣2萬輛以上氫能車的目標，并給予每輛氫能車最高20萬元的補貼。
 
       從今年上半年數(shù)據(jù)來看，氫燃料電池汽車市場在國內(nèi)外都呈現(xiàn)出快速增長的態(tài)勢。根據(jù)中汽協(xié)統(tǒng)計，2023年1-6月，氫燃料電池汽車產(chǎn)銷分別完成1987輛和1845輛，同比分別增長78.9%和85.4%，高于新能源汽車整體增速。其中，重卡占比達到62.4%，客車占比為28.8%，乘用車占比為8.8%。從上險量看，2023年1-6月，氫燃料電池汽車累計上險量為2132輛，同比增長97.5%。從地區(qū)分布看，廣東、山東、河南、江蘇、湖北等省份是氫燃料電池汽車的主要推廣區(qū)域。
 
       其中，在各類氫燃料電池汽車中，重卡是最具競爭力和發(fā)展?jié)摿Φ募毞质袌觯彩俏覈涞刈羁斓囊徊糠质袌觥Ｖ乜ň哂休d重大、行駛里程長、運營成本高等特點，適合使用高效率、低排放、快充放的氫燃料電池作為動力源。與傳統(tǒng)柴油重卡相比，氫燃料電池重卡可以節(jié)省約30%的運營成本，并且可以享受國家和地方政府提供的補貼和稅收優(yōu)惠。
 
       與新能源鋰電重卡相比，氫燃料電池重卡具有更長的續(xù)航里程、更短的加氫時間、更輕的車重等優(yōu)勢。因此，氫燃料電池重卡受到了市場的青睞，成為氫燃料電池汽車市場的領(lǐng)跑者。目前，國內(nèi)已有多家重卡企業(yè)投入氫燃料電池重卡的研發(fā)和生產(chǎn)，如北汽福田、陜汽重卡、中國重汽、江淮汽車等。
 
純電動車只是過渡，氫燃料汽車才是未來？
 
      近年來，碳減排成為衡量汽車制造企業(yè)技術(shù)發(fā)展水平的重要指標，受關(guān)注程度越來越高。業(yè)界也逐漸出現(xiàn)了“純電動車只是過渡，氫燃料汽車才是未來，氫氣將成為‘最時髦的驅(qū)動力’”的說法。
 
      可以說，在國家的政策利好背景下，伴隨氫能相關(guān)產(chǎn)業(yè)研發(fā)與生產(chǎn)項目的落地和取得實質(zhì)性進展，將提速氫燃料電池車在我國的普及應(yīng)用，加速構(gòu)建中國的氫能社會生態(tài)鏈。
 
      與此同時，對氫燃料電池汽車的各方資金投入也在不斷擴大，相關(guān)車企如豐田、本田、寶馬等將氫燃料電池汽車作為新能源汽車中一條極具想象力的賽道，越來越重視對氫燃料電池汽車的生產(chǎn)，通過加強人才培養(yǎng)、技術(shù)研發(fā)、通力合作等不斷開辟氫燃料電池汽車發(fā)展新路徑。
 
      不過，由于氫能基建尚不完善、整車和氫端成本較高等原因，全球氫車推廣仍以政策驅(qū)動為主。整體來看，雖然氫燃料電池車銷量保持較快的增長速度，但是基數(shù)小，市場容量和規(guī)模都無法與純電相比，氫燃料電池車商用化程度低。成本將會是最大攔路虎，其次是加氫站數(shù)量是否能夠滿足氫燃料電池車需求；同時鋰電池技術(shù)突破也將影響氫燃料電池車發(fā)展，如果固態(tài)電池實現(xiàn)量產(chǎn)裝車，其性價比將超越氫燃料電池車，可能成為氫燃料電池車商用化的有力競爭者。
 
      此外，氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)是一個技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，只有不斷推進技術(shù)創(chuàng)新和加大研發(fā)投入才能保持行業(yè)的競爭力，注重產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)和配套設(shè)施建設(shè)，加大市場推廣和公眾教育力度，提高消費者的認可度和接受度。
 
      總之，當前我國新能源發(fā)展正處于多種技術(shù)路線激烈競爭的階段，因此在燃料電池發(fā)展的道路上，挑戰(zhàn)與機遇并存。未來，氫燃料電池汽車的發(fā)展前景如何，還需要市場來做出選擇。
 
(責任編輯：子蕊)
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