氫能汽車VS電動汽車，誰才是未來？

時間:2024-04-12 08:26來源:車百智庫 作者:姚耀
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馬斯克又雙叒叕批氫能源車了。
 
日前，特斯拉CEO馬斯克炮轟氫能源車為“一種非常糟糕且愚蠢的技術(shù)”，成為業(yè)界關(guān)注焦點。實際上自2013年以來，馬斯克已多次公開聲稱：氫能源汽車“沒什么未來”，是“笨蛋才買”的玩意。
 
但幾乎同時，我國正式吹響“氫能高速”的號角。
 
今年政府工作報告中明確提出，“加快前沿新興氫能、新材料、創(chuàng)新藥等產(chǎn)業(yè)發(fā)展”。這是氫能作為新興能源被首次提及。
 
浙江省發(fā)展規(guī)劃研究院能源與環(huán)境研究所博士、高級工程師馬煒晨認為：“當下，氫能源車是氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展最為重要、產(chǎn)業(yè)應用相對最為成熟的領(lǐng)域之一。”他介紹，業(yè)內(nèi)普遍認為，我國氫燃料電池汽車已進入發(fā)展提速的關(guān)鍵期。
 
那么，馬斯克痛批的這項技術(shù)，我國為何看好？氫能汽車真的有馬斯克說的那么差勁嗎？氫能汽車和電動汽車相比，優(yōu)劣勢如何？氫能汽車未來穩(wěn)妥的發(fā)展路徑在哪？又能否取代電動汽車？
 
本文試圖淺析上述問題。
 
1
政策發(fā)力
 
氫能是來源豐富、清潔低碳、安全高效的可再生的能源，被譽為“21世紀終極能源”。它主要通過氫與氧發(fā)生化學反應產(chǎn)生能量，在這個過程中，氫氣通過燃燒可以釋放出大量的能量，而且燃燒產(chǎn)生的唯一副產(chǎn)品就是水，不會產(chǎn)生任何有害的氣體排放，因此，氫能被視為清潔能源的代表之一。
氫氣的能量密度高，具有更高的能量儲存和傳輸效率，這使得氫能成為一種理想的能源儲存和傳輸方式，兼具能源和原料雙重屬性。氫能是交通運輸、工業(yè)和建筑等高碳排放領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模脫碳、降碳的重要抓手。
 
再來探究馬斯克抨擊氫能汽車的原因。他認為燃料電池是“智商稅”。因為用電制氫，再用氫發(fā)電驅(qū)動車輛，能源轉(zhuǎn)換效率低，繞這么個彎子實在沒有必要，遠不如用蓄電池驅(qū)動的車由電到電來得直接。
 
但制氫并不只有電解水一種。目前工業(yè)副產(chǎn)氫是氫能應用的重要來源，擁有較好的經(jīng)濟性。
 
馬斯克還提出，“氫氣的生產(chǎn)、運輸、儲存過程中，存在著巨大的安全風險。”這也是氫能汽車發(fā)展初期被很多人擔憂的一點。
 
這一點，在應用上確實有嚴格的遵循。“不停進地下停車場，不在密閉場合使用。”有專家表示，當場景從室內(nèi)換成室外，“氫氣很輕，逃逸速度飛快，在室外使用起來甚至比傳統(tǒng)燃油汽車更安全。”
 
另一方面，技術(shù)也在創(chuàng)新與積累中不斷突破。
 
目前，我國已形成涵蓋制、儲、運、加、用等各環(huán)節(jié)完整的氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈，是全球燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈最完整的國家之一。
 
這得益于近年來，國家不斷推出鼓勵政策，為中國氫能行業(yè)的穩(wěn)健發(fā)展注入了強大信心。
 
2月29日下午，中央政治局新春首場集體學習，就是圍繞新能源高質(zhì)量發(fā)展展開。前文所述政府工作報告也是首次將氫能作為一個新興產(chǎn)業(yè)，提出其加快發(fā)展。
 
3月18日，國家能源局印發(fā)《2024年能源工作指導意見》，明確提出“編制加快推動氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的相關(guān)政策，有序推進氫能技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展，穩(wěn)步開展氫能試點示范，重點發(fā)展可再生能源制氫，拓展氫能應用場景”。
 
北京市社會科學研究院副研究員王鵬認為，這份《指導意見》多次提及氫能，釋放了我國政府對氫能產(chǎn)業(yè)高度重視的信號。這表明氫能已被視為未來能源體系的重要組成部分，政府將積極推動氫能產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。此外，這也預示著氫能產(chǎn)業(yè)將獲得更多的政策支持和市場機遇，包括財政補貼、稅收優(yōu)惠、技術(shù)研發(fā)等方面的扶持。這將鼓勵更多企業(yè)和資本進入氫能領(lǐng)域，推動氫能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。
 
去年7月，國家標準委、國家發(fā)展改革委等六部門聯(lián)合印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)標準體系建設指南（2023版）》，系統(tǒng)構(gòu)建了氫能制、儲、輸、用全產(chǎn)業(yè)鏈標準體系，涵蓋基礎(chǔ)與安全、氫制備、氫儲存和輸運、氫加注、氫能應用5個子體系。這是首個國家層面氫能全產(chǎn)業(yè)鏈標準體系建設指南。
 
從地方層面來看，在氫能產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的大背景下，各地紛紛加快了對氫能產(chǎn)業(yè)的規(guī)劃與布局，涉及氫能技術(shù)開發(fā)、氫能應用等方面。
 
根據(jù)中國氫能聯(lián)盟研究院統(tǒng)計，在今年年初的地方兩會上，31個省級行政區(qū)中有22個將氫能寫入《政府工作報告》，提及氫能發(fā)展的省份數(shù)量保持逐年增加的趨勢。具體來看，海南首次提及氫能，河北、河南、吉林、山西連續(xù)6年，內(nèi)蒙古連續(xù)5年，重慶、遼寧、陜西連續(xù)4年，江蘇、北京、四川連續(xù)3年提及氫能。
 
2
集群帶動
 
業(yè)內(nèi)普遍認為，氫能汽車的發(fā)展，重點不在“汽車”，而在“氫能”。
京津冀、上海、廣東、鄭州、河北五個城市群，2021年先后啟動了燃料電池汽車示范工作，帶動產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)了快速發(fā)展。之所以采用示范城市群的方法來推廣氫燃料電池汽車，是因為需要解決氫能的供應問題、加氫的問題以及車輛本身等問題，燃料電池汽車的技術(shù)鏈和產(chǎn)業(yè)鏈更長、更加復雜。
 
首批三大示范城市群選擇了北上廣，一方面是因為要因地制宜，尋找氫能比較富足且低價的區(qū)域，降低氫能汽車的運營成本。
 
另外一方面，也需要在本區(qū)域內(nèi)燃料電池整個產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)的基礎(chǔ)比較完善，企業(yè)的能力、技術(shù)的能力比較完整，北京、上海、廣東等這三個區(qū)域，在燃料電池的技術(shù)、研發(fā)和產(chǎn)業(yè)方面處于全國領(lǐng)先地位。
 
在這五個城市群之外，其他省份也不甘落后�？梢哉f，制約國內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的技術(shù)成本也在逐步降低：氫燃料電池汽車的百公里氫耗從26公斤下降到7.1公斤，續(xù)航里程從100公里提高至500公里，60多家國內(nèi)整車企業(yè)推出燃料電池汽車并催生了70多家燃料電池發(fā)動機相關(guān)企業(yè)。
 
以氫能交通為先導，從燃料電池客車到佛山的輕軌車再到北京運行的冷藏車，氫燃料電池汽車已經(jīng)具備經(jīng)濟性。
 
數(shù)據(jù)顯示，截至2023年10月，我國氫燃料電池汽車累計銷售18197輛，僅次于韓國的3.4萬輛，成為全球第二大燃料電池汽車市場；累計建成加氫站417座，位居全球首位，相比2022年底增加63座。
 
預計到2025年，現(xiàn)有的5個示范城市群會推廣3.5萬輛燃料電池汽車進行商業(yè)化示范應用，這也會帶動市場化的發(fā)展。
 
3
誰是未來？
 
據(jù)乘聯(lián)會公布的2023年新能源乘用車銷量數(shù)據(jù)顯示，去年我國新能源乘用車零售銷量達到773.6萬輛，同比增長36.2%，整個市場正呈現(xiàn)出前所未有的繁榮。
代表了中國制造新勢力的新能源汽車，包括純電動汽車、增程式電動汽車、混合動力汽車、燃料電池電動汽車（氫能汽車）等多種類型。其中，電動汽車和氫能汽車的暗戰(zhàn)，也正在升級。
 
從成本方面來看，氫能源汽車的售價及用車成本普遍較高，成為市場普及的一大障礙。高昂的價格使得普通消費者望而卻步，而加氫費用的高昂也使得用車成本顯著增加。相比之下純電動汽車的充電成本更低，車型價格也更加親民，這使得純電動汽車在目前的市場上更具競爭力。
 
基礎(chǔ)設施建設也是氫能源汽車發(fā)展的一大瓶頸。近年來純電動汽車充電樁的建設已相對完善，但氫能源汽車的加氫站建設雖有前述政策支持，也經(jīng)歷了一段蓬勃發(fā)展期，卻仍然遠遠滯后。目前，加氫站的投資和運營成本仍然比較高昂，導致加氫站數(shù)量有限，尤其是在偏遠地區(qū)或二三線城市，加氫站的覆蓋率更低，嚴重影響了氫能源汽車的推廣和應用。
 
此外，技術(shù)發(fā)展與市場競爭也是氫能源汽車面臨的重要問題。純電動汽車在技術(shù)成熟度和市場普及度上占據(jù)優(yōu)勢地位，特斯拉等車企在電動汽車領(lǐng)域積累了豐富的經(jīng)驗和技術(shù)，而氫能源汽車的發(fā)展相對較為初步，這使得氫能源汽車在市場競爭中處于不利地位。
 
氫能源汽車技術(shù)專利的掌握情況也限制了其市場競爭力。由于大部分技術(shù)專利掌握在少數(shù)車企手中，其他廠商在技術(shù)上存在一定的依賴性，這使得氫能源汽車的技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展受到一定限制。
 
但在面對氫能源汽車與純電動汽車之間的競爭和未來發(fā)展趨勢時，我們也不能忽視氫能源汽車的優(yōu)勢和潛力。
 
在續(xù)航能力方面，氫能源汽車的一大亮點就是其長續(xù)航里程和快速的加氫速度。例如，豐田的二代Mirai車型能夠續(xù)航超過700公里，而加氫過程僅需3分鐘，這在長途旅行或需要快速補充能源的情況下顯得尤為實用。相比之下，純電動汽車的充電時間通常較長，這可能影響到用戶的行程安排和便利性。因此，對于有大載重、長續(xù)駛、高強度需求的交通場景下，氫能源汽車可能是更合適的選擇。
 
氫能源汽車的清潔性自然也是其一大賣點。從環(huán)保角度出發(fā)，氫能源汽車無疑具有更大的優(yōu)勢。此點不必贅述。
 
綜合來看，短時間內(nèi)，純電動汽車以其成熟的產(chǎn)業(yè)鏈和市場普及度占居鰲頭，但從長遠角度，隨著氫能源技術(shù)的不斷成熟和基礎(chǔ)設施的逐步完善，氫能源汽車的市場前景將逐漸明朗。
 
4
重點突破
 
客觀來看，由于加氫站的布局目前很有限，氫能車在家庭乘用車領(lǐng)域還難以大展拳腳，但在重卡、巴士等商用車領(lǐng)域，氫能車正發(fā)起一場對電動汽車的“奇襲”。
這或許可算是“重點突破。”
 
氫能汽車能量密度高、補能時間短、續(xù)航時間長的特點，能明顯提高商用車的運輸效率。由于商用車的運營路線較為固定，根據(jù)其路線相應設計加氫站，就能夠更好地實現(xiàn)及時補能。
 
在2022年2月舉辦的北京冬奧會和冬殘奧會期間，共示范運行了超過1000輛氫能源汽車，并在北京及周邊區(qū)域布局了30多個加氫站。
 
在完成冬奧會重大保障任務之后，2022年7月，212臺示范應用的氫燃料客車在加裝了北京公交車載設備之后，完美轉(zhuǎn)換為一臺臺城郊公交車。
 
其中919路快車線路很有示范意義，運營線路從京張路口北到德勝門，全程近80公里，線路基本全程高速而且涉及冬季較嚴寒的山區(qū)區(qū)域。
 
純電車型公交因嚴寒天氣難以完成的日常運營任務，在使用氫燃料車型之后，每臺車輛可以日均運營2至3個來回，每2天加一次氫即可，而其加氫過程與傳統(tǒng)車輛的日常加油基本相同，一輛客車約8—15分鐘即可加滿。
 
根據(jù)這些氫燃料客車的實際運營數(shù)據(jù)可以核算出，車輛百公里氫耗5公斤左右，氫氣成本如果能控制在30元/公斤（即1.5元/公里），將比柴油和純電車型具有更高的使用經(jīng)濟性。綜合續(xù)航能力、充電效率、使用成本來看，隨著氫燃料客車的采購成本不斷下降，其未來將更具競爭優(yōu)勢。
 
綜合考慮電動汽車和氫燃料電池汽車的優(yōu)缺點，一番暗戰(zhàn)之后，未來汽車趨勢可能是電動與氫能共存，互補發(fā)展。
 
在城市和短途出行場景中，電動汽車具有充電時間短、維護成本低等優(yōu)勢，更適合作為日常代步工具。而在長途出行和重載運輸場景中，氫燃料電池汽車的續(xù)航里程長、加氫時間短等優(yōu)勢更為突出。
 
全國人大代表、榮程集團董事會主席張榮華指出，要進一步增加氫能重卡產(chǎn)業(yè)生態(tài)的覆蓋范圍，支持擴大優(yōu)先使用氫燃料電池汽車的場景。同時，完善國家和地方的補貼機制，鼓勵“風光氫儲用”一體化項目示范。此外，要明確氫作為能源使用時的能源屬性，支持利用現(xiàn)有加油站或加氣站的土地，建設油氣氫電等綜合能源補給站點，將氫能項目開發(fā)的碳資產(chǎn)納入碳市場交易范圍。
 
而國海證券則預測，2024年或?qū)⒊蔀闅淠茉串a(chǎn)業(yè)爆發(fā)元年。隨著廉價氫氣供應的增加和儲運成本的降低，燃料電池汽車的經(jīng)濟性將進一步提高，有望在交通領(lǐng)域，尤其是商用車領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模應用。此外，各地政策細則出臺與補貼落地也使得氫燃料電池汽車的產(chǎn)銷有望持續(xù)高增長，2024年氫能及燃料電池行業(yè)將進入放量提速期。
 
(責任編輯：子蕊)
文章標簽： 電池 電動汽車 氫能汽車
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