从“Fuel”到“Future”，燃料电池汽车或成重要发展方向

2017-08-18 18:10
来源：电动汽车资源网伍偲

摘要：燃料电池汽车也被称为FCV（Fuel cell vehicles），其电池能量是通过吸入空气（或氧气）再与高压储氢罐中的氢气产生化学作用，从而产生电能驱动电机。

【文/电动汽车资源网伍偲】随着科技的发展,新能源汽车逐渐步入大众的眼帘,按照动力类型来分的话,有纯电动汽车、插电式混合动力汽车和燃料电池汽车三大类。其中,纯电动和插电式混合动力两种动力类型应用的较多,在私用车、公交车和专用车上运用都较为广泛,但以燃料电池作为汽车动力的汽车却是寥若晨星。

燃料电池汽车也被称为FCV(Fuel cell vehicles),其电池能量是通过吸入空气(或氧气)再与高压储氢罐中的氢气产生化学作用,从而产生电能驱动电机。因其不用通过燃烧产生电能,所以使得燃料电池汽车的能量装换效率可高达60~70%。并且燃料电池汽车在化学反应的过程中燃料电池不会产生有害物质只产生水,也被称为最理想的无污染汽车。

可是,为什么燃料电池汽车会给人有种“拔剑四顾心茫然”的感觉呢?笔者将燃料电池汽车和应用最多的纯电动汽车进行了各个方面的对比。

动力类型

从“Fuel”到“Future”，燃料电池汽车或成重要发展方向

首先对比两种类型汽车的动力区别,纯电动汽车配备的是一整块的电池组,只需连接充电器对电池进行充电,充电完毕后即可驾驶;而氢燃料电池则一般配备一至两个氢气罐,然后通过吸收空气中的氧气与氢气罐中的氢气进行反应产生电能。

但在燃料电池汽车中,部分的电能还需储存在电池中以用于将液态的氢气进行气化,而纯电动汽车的电机则直接消耗蓄电池中的电量,所以相比之下在能量转化形式上,其实纯电动汽车还是稍占上风的。

从“Fuel”到“Future”，燃料电池汽车或成重要发展方向

续航能力

再将视线移到续航能力上,现在市场上的纯电动汽车的工况续航里程一般在200~300km之间,而水准更高的汽车工况续航可达到400km或以上。而氢燃料电池车,在充满氢气的状态下,可达到400~600km的续航里程,媲美燃油车。在续航能力上,燃料电池汽车凭借着实力扳回一分。

充能方式

说到续航那就得比比充电时长了。眼下纯电动汽车一般都具备快充和慢充两种充电方式,快充一般在20~30分钟,而慢充则要消耗7~8个小时。但如果以一般消费者的视角来看其实还是蛮合理的,快充20~30分钟,正好可以饱餐一顿;而晚上回到家,7~8个小时也就是休息一晚上的时间。但如果真的遇到长途跋涉或需要赶时间,那就算20分钟也是较为耽搁的。

而燃料电池汽车则不同,与燃油车一般,燃料电池只需往储存罐中注入燃料即可,所以用户只需3~5分钟便可完成对车辆的充能。

虽说燃料电池的充电速率极其高效,可由于充氢站建设费用、氢气本身成本、氢气运输和保存难度的原因,使得加氢站的数量相当匮乏,这也是燃料电池要面对的一大难关。

安全问题

提到安全问题,不少人会说,燃料电池车上载着一个高压“炸弹”罐子会很危险!笔者并不同意这个观点。

相比起纯电动汽车,燃料电池的确存在着储氢罐泄漏、加氢时氢气泄漏、碰撞时氢气泄漏的问题,但为了解决这个问题,车企都已投入了大量的资源去保障储气罐的安全。如本田就在储气罐上采用了铝质的内衬,增加了碳纤维强化塑料层,并且做了额外的保护措施,例如储气罐设计有溶解金属栓,在氢气发生泄漏时,就会通过配备的导管释放到汽车外部。所以,燃料电池并没有人们想象中的那样危险。

燃料电池汽车推广要面对的难题

对比完上面几点,可以清楚地看到,燃料电池汽车其实并不存在过多的缺点,在笔者看来,燃料电池当下并不盛行主要存在着下面几个原因:成本高、技术难、建设难。

从成本来讲,高压储氢罐的制作材料当中包含有价格昂贵的铂金,使得其造价颇高,高昂的造价也间接导致氢燃料电池汽车的维护费用增高。而氢气作为燃料的价格也令人咂舌,按行驶1km消耗能量的金额作对比,纯电动汽车一般每公里只消耗0.10~0.15度电,按照每度电0.5元来计算,每公里则是0.075元,而氢燃料汽车每公里却要花费0.5~0.6元。但凭现今中国2000万吨的氢产量,相信氢气的价格也会慢慢的降低。

技术难的问题则是在氢气和高压储气罐等制作工艺上,欧美日在这些技术储备上都较为成熟,而中国在氢气的制作、储存、压缩等方面都已经掌握了初步的技术,并且在政府的大力支持和鼓励政策的推动下,国内也已经发展出了一些优秀的燃料电池企业。

建设难即是充氢站建设困难的问题,一个氢气站的建设费用通常较高,其日常维护和安全措施的建设费用也因此节节增高;但现在国内一些沿海地区已经有了“海水制氢”基地和氢燃料的运输机构,大大的减少了氢气站建设的压力。而国外,如日本也推出了一种通过太阳能制氢的充氢站,也降低了氢气站运维的风险。

燃料汽车或成新能源主流

笔者相信氢燃料电池汽车,或许会成为未来中国新能源汽车的一个重要发展方向。随着国内氢能源技术的发展和突破,氢的制作和保存技术的逐渐成熟,中国也早已在2012年以千万吨的产量跃升为全球第一氢产量大国。

再加上政府在补贴政策上的支持。例如从2015到2020年补贴政策中,其他类型的新能源汽车补贴都在逐年递减,唯独燃料电池汽车的补贴不变,其中央和地方补贴是1:1,有的地方补贴甚至比中央的补贴还高。并且国务院办公厅提出:对符合国家技术标准,且日加氢能力不少于200公斤的新建燃料电池加氢站,每个站奖励400万元。从这些政策也能看出中国对于发展燃料电池车的决心。

如此“高额诱人”的财政补贴和强力的政府支持力度也令不少企业将眼光转向了燃料电池汽车。如上汽就推出了荣威750E燃料电池汽车,但却受到充氢站建设的束缚,短期内未能在私人用车市场大规模推广。

可相对私人用车,国内的燃料电池大巴却已经发展到了较为成熟的阶段,如福田汽车推出的欧辉系列燃料电池大巴、苏州金龙推出的海格系列燃料电池大巴、上汽申沃燃料电池大巴以及宇通的燃料电池大巴,由于其主要用于公交领域,所以对于配套设施数量和规模的要求也有了大幅度的降低,其中福田欧辉系列的燃料电池大巴将被运用在2022年北京-张家口的中国首届冬奥会上。

燃料电池汽车发展的重要性也逐渐被一些车企所发现,例如雷克萨斯、宝马、起亚等汽车制造商都宣布要制造燃料电池汽车。

相信通过各大制造商对于关键核心技术的掌握和推进,以及政府大力的政策扶持,不久后的燃料电池汽车在国内的市场将会变得更加广阔,并且落实其在新能源汽车领域的战略地位,将FCV中“F”的含义,从“Fuel”(燃料)演变成“Future”(未来),从而引领未来!

（来源：电动汽车资源网伍偲）

从“Fuel”到“Future”，燃料电池汽车或成重要发展方向