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奔馳純電動車續航突破1000公里,氫燃料汽車再次面臨挑戰
2022年4月,梅賽德斯-奔馳透露,Vision EQXX原型電動車的實際續航里程突破1000公里,比作為技術競爭對手的氫燃料電池要長很多,并且能源效率是現有電動汽車的兩倍。
這一消息引爆了汽車產業界,并再次引發了電動車與新燃料車未來發展方向的討論。
續航里程,是大眾對于選購新能源汽車的一大指標。汽車公司也根據不同的續航能力,區分開不同的價格檔位。以電動車龍頭特斯拉舉例,官網上model3 556里程和675里程的售價約為28萬和37萬。
早在2021年5月,豐田曾向世界透露,其最新的第二代Mirai氫燃料電池汽車在充滿氫氣的情況下一口氣行駛了1003公里——還有9公里的剩余里程,從而證明了氫動力汽車的獨特賣點——超長續航。比其作為競爭對手的唯一量產的韓國現代Nexo的續航里程還要長。在那時,似乎超長續航的標簽就和氫燃料電池相互牢牢綁定。售價也確定在50525美元(約合32萬人民幣),對標特斯拉model3。
然而,這次Vision EQXX電池供電的原型車在一次充電的情況下行駛了1008公里后,剩余里程約為140公里。從而表明氫燃料電池汽車一直以來吹噓的其優越里程壁壘已被突破。
新能源汽車行業中,純電車和氫燃料電池汽車目前齊頭并進,都處于技術的快速迭代和高速發展中。這次電動車超越氫燃料車,是否再次意味著氫燃料車的優勢被顛覆?未來兩種新能源車的路徑將如何發展?作為消費者,你將如何選擇?
Vision EQXX的這次1000多公里實驗,是在 11 個半小時內完成的,平均速度為 87.4公里/小時。但也許 Vision EQXX最令人印象深刻的方面也許不是它的續航能力。畢竟,目前市場上已經有幾款續航能力比豐田Mirai更強的電動汽車,而是它的能源效率。
做一個簡單的類比計算,豐田Mirai使用5.6公斤的氫氣行駛了1000公里,相當于186.6千瓦時(1千瓦時=1度電)的電力。奔馳在其旅程中僅使用了87千瓦時的電力,相當于100公里才8.7度電。這使得它的效率比自己的在產電動車和特斯拉的長距離Model S都高一倍。
梅賽德斯-奔馳解釋:"跨職能的國際團隊沒有簡單地增加電池的尺寸,而是專注于最大限度地提高長距離的效率。他們在傳動系統效率、能量密度、空氣動力學和輕質設計方面使出渾身解數"。
然而,雖然奔馳沒有計劃讓Vision EQXX進入商業生產,但該公司解釋說:這個新的汽車工程藍圖為電動汽車的效率和范圍提供了一個新的基準,Vision EQXX中的技術將被部署在即將批量生產的奔馳汽車中。
這一消息大大利好電動車的發展前景。一直以來,電動車和氫燃料電池汽車不僅在續航里程,在各個維度總是被人們進行比較,比如運行成本、方便性、對環境的二氧化碳減排效果等等。那么究竟這兩種技術相對應的行業在這些評價指標上的表現如何,未來又將如何進一步發展?
據中國汽車工業協會統計數據顯示,2021年一年間純電動車銷量為291.6萬輛。而2021年,我國氫燃料電池車銷量僅為1586輛。
產生這一數量差距的銷量的主要原因還是基礎設施的普及度。對于新能源車主來說,能源補給的便捷性是重要的,因為這直接影響了駕車出行的靈活性,也就是使用體驗。相較于一線城市隨處可見的充電樁,加氫站的數量是十分有限的。2021年中國加氫站數量僅為218座,雖然已同比增長了84.7%。
因此,國家于近日發布的《氫能中長期產業發展規劃(2021-2035年)》提出,到2025年,燃料電池汽車的數量將達到5萬輛左右,并部署加氫站達1000座。
因此,如果使用便捷性不再是燃料電池汽車的獲勝理由,那么什么才是呢?
氫燃料汽車當然不會贏在成本上——Mirai和Nexo的購買成本都比同類電動車要高,而且比在家充電的電動車要貴三到十倍。
據上海特斯拉車友計算,特斯拉model3續航在600公里左右的平均電費成本在200元左右。
而目前國內一公斤氫氣的價格大約在80元左右,一輛續航在600公里的氫燃料電池乘用車加滿一次大概需要5.5公斤的氫,成本近450元。
這意味著,氫燃料汽車的運行成本將是今天批量生產的電動車的兩倍。
清華大學核能與新能源技術研究所教授毛宗強表示,生產成本高是阻礙氫能汽車發展的一個重要原因。以燃料電池公交車為例,燃料電池發動機的成本,加上系統、氫氣瓶和控制器,占整車成本的近60%。如果氫能源汽車想要降低生產成本,就需要在核心技術方面找到解決方案。"燃料電池系統相當于傳統燃油車的發動機,是整車最核心的部件,以前自主品牌一般靠進口獲得"。
氫能源一直以來被稱為是理想能源,因為氫氣燃燒的唯一產物是水。相反,對于電動車來說,如果要達到和氫能源汽車一樣的零碳排放,必須要完全使用清潔電力,比如以風光發電所得到的綠電來進行能源供給。
然而,在現階段,世界各地可供加注的氫氣大多來自于用未消減的天然氣制造的灰色氫氣。這就不禁讓人對于氫燃料汽車是否更加環保產生疑惑。
中國科學院院士、中國電動車百人會副理事長歐陽明高曾在2021年12月以乘用車舉例表明,2021年純電動車單位里程碳排放的數值約為每公里70克二氧化碳排放。
英國市場研究公司IDTechEx在今年2月寫道,豐田給新Mirai的燃料消耗量為0.86kgH2/100km,因此Mirai在使用灰色氫能時,每公里排放約94gCO2,而現代Nexo(1kgH2/100km)則排放約109gCO2/km。這些數字與現代內燃機的二氧化碳尾氣排放相比,僅有微小的改善。
IDTechEx還寫道:“這是一個勇敢的政府,它承諾用大量的公共開支來支持購買燃料電池汽車,并承諾有一天會有燃料使其低排放......要使氫成為一種具有成本效益的零排放汽車燃料,需要克服大量的生產和分銷挑戰。”
能源的載體主要就是氫和電這兩種。氫能適用于大規模、能源集中型、長周期的儲存,而電池則是小規模、分布式、短周期的儲能。這兩者并不是你死我活的競爭,相反是相輔相成的關系。
延伸到新能源汽車行業也是一樣。目前,中國的汽車增量中電動化的比例超過10%,預計到2025年會突破30%。美國、歐洲等的滲透率也在增長,特別是北歐,挪威電動汽車的新車銷售占比已接近100%。
據中國電動汽車百人會研究預測結果,2022年中國新能源汽車年銷量將突破500萬輛;2025年將達到900萬~1000萬輛。從100萬輛到1000萬輛。在全球新能源汽車行業快速發展的當下,中國的速度也是處于領軍地位。
未來3~5年,對于電動車行業的發展趨勢主要是兩點——電氣化和低碳化。
首先,隨著“雙碳”目標的推進,能源側變革將讓電動汽車用上可再生能源,真正實現綠色發展。
同時,新能源汽車可通過接入電網實現車網互動。風電、光伏、儲能、電動汽車加智能電網這一理想模型會提前實現。
技術和政策會進一步支撐電動汽車的綠色化,從小范圍試點逐步走向規?;l展的軌道,能源革命和汽車革命將實現實質性協同。
其次,低碳化是汽車供應鏈面臨的第一個巨大挑戰。
全球碳中和愿景下,整車企業、零部件企業都高度關注供應鏈的變革,供應鏈如何實現綠色化、低碳化或者凈零排放是企業必須解決的問題。
大型汽車企業碳中和的時間表大多定于2035年或2040年前,屆時將實現產業全鏈條的凈零排放。這意味著,不僅是整車制造環節,從上游零部件的生產制造到物流運輸都要實現凈零排放。
對于氫燃料汽車而言,國家期望2025年可以實現氫燃料電池汽車保有量發展到5~10萬輛;2030-2035年間保有量增加到80~100萬輛。足以可見國家發展氫燃料汽車的決心。
但是,氫燃料電池汽車的全產業鏈發展不及于電動車般成熟,不僅燃料電池這一環,還有整個氫能產業鏈的制、儲、運、加氫需要協同發展。相較于電動車產業鏈,氫能的產業鏈的發展越晚了10余年的發展。
氫能的應用特點決定了它的不可替代性,勢必爭取到獨一份的市場份額。在冬季溫度低、能源基地多的中國北、西部地區,可再生能源的集中度高,具有氫能生產和利用的場景,非常適合氫能全產業鏈發展。
歐陽明高認為,在今后5~10年,氫能市場的突破口或者宜于市場化的場景就是在可再生能源氫的富余區域,盡量在當地就近利用。對燃料電池汽車而言,最好是低成本、高安全儲氫瓶能夠覆蓋的里程范圍,能夠在冬天利用燃料電池的余熱給車內供暖。同時。地方政府和大型國有能源企業要有意愿建加氫站。主要合適的車型是卡車、公路客車和重載貨車等。
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參考資料:
[1]https://www.rechargenews.com/energy-transition/does-prototype-mercedes-ev-kill-one-of-the-main-arguments-in-favour-of-hydrogen-cars-/2-1-1202175
[2]https://zhuanlan.zhihu.com/p/66298271
[3]https://chuneng.bjx.com.cn/news/20220402/1215147.shtml
[4]http://www.xinhuanet.com/tech/20211207/06965243e97541d5b1d029fb19e54848/c.html
[5]https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2021/12/471070.shtm
[6]https://wallstreetcn.com/articles/3649184
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