易车原创对于未来的生活方式,人们早已进行了很多的构想,而在生活中不可忽视就是出行,人们也进行了诸多美好的遐想,当然这不仅仅局限于电影、动画等荧幕形式,而作为21世纪的标志,清洁能源占的比重越来越重要,这其中除了纯电动出行外,氢能的作用也愈发重要。

作为二次能源,氢具有零碳、高效、可储存、安全可控等显著优势,可在交通、工业和建筑等诸多领域推广应用,氢燃料电池技术的日益成熟和加快应用。

从国家层面来说,其对于提升我国能源战略安全、推动汽车行业的创新绿色发展、增强中国车企在新能源汽车领域的核心竞争力和国际影响力,都有着重要的意义,因此氢能源领域也成为了当下时代的一大“风口”。

而这不仅仅对于全球,就拿国内来说,也将氢能源未来的发展摆在了较高的战略层级之上,在工业和信息化部制定的《节能与新能源汽车技术路线图》其实已经明确指出,到2030年燃料电池汽车推广应用达到百万辆,加氢站建设超过1000座的目标,可见,加快发展燃料电池汽车已然成为我国新能源汽车战略的重要组成部分。

而在政策层面,各级政府也明显加强了对于氢能源产业的支持力度,早前多部委在《关于完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》就指出,将对燃料电池汽车的购置补贴,调整为选择有基础、有积极性、有特色的城市或区域,重点围绕关键零部件的技术攻关和产业化应用开展示范,以“以奖代补”方式对示范城市给予奖励,可以调动各地方对于发展氢能产业的积极性。

紧接着,财政部、能源局等五部委就正式发布《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》,这意味着燃料电池汽车示范应用工作将正式开展,通知中将对燃料电池汽车的购置补贴政策,调整为燃料电池汽车示范应用支持政策,采用“以奖代补”政策,对符合条件的城市群开展燃料电池汽车关键核心技术产业化攻关和示范应用给予奖励,形成布局合理、各有侧重、协同推进的燃料电池汽车发展新模式。

随着国家对于氢能源领域的政策日益完善,相关业内人士表示,此次《通知》提出的“以奖代补”等手段可防止燃料电池行业“假大空”现象产生,同时也为我国燃料电池车发展进入下一阶段做了必要的政策过度准备,可谓十分精准和必要。

本周,现代汽车举办氢之日,展示了在氢能领域的最新成果,包括全新氢燃料电池车Vision FK、第三代氢燃料电池系统、trailer drone集装箱运输概念车等,并以氢能愿景2040阐释现代汽车集团面向未来氢能社会的愿景与目标。据了解,现代汽车目标是在2028年成为全球首个旗下所有商用车型均搭载氢燃料电池系统的汽车制造商。

现代全新氢燃料电池车公布名称为Vision FK,从现场来看,同此前一样该车仍覆盖着厚重的伪装,但从流线型的设计,溜背的造型、车窗线的走向以及大尺寸,低扁平比的轮胎来看,该车都更偏向于运动属性,该车将是一台两门版车型。

作为全球首款将氢燃料电池能量转换器与一个高功率、后轮驱动的插电式PE动力系统组合在一起的氢燃料电池车,Vision FK最大输出功率超过500kW,0-100km/h加速时间不到4s,20min可充满氢气,最大续航里程超过600km。

现代展示了第三代氢燃料电池系统,将于2023年投入使用,分为100kW和200kW两个版本,100kW版本相比上一代氢燃料电池系统体积将减少30%,从根本上改善车辆的产品布置;而200kW将用于商用车,在体积与上一代基本相同的情况下,输出功率增加一倍,每台卡车搭载两套,可输出最大功率350kW,第三代系统目前仍处于原型阶段。

现代汽车集团还亮相了一种全新的能量模块系统。该能量模块系统可通过堆叠100kW单元模块形成500kW级或1MW(兆瓦)级等系列化功率输出系统,已用于未来兆瓦级发电系统,发电系统可实现各种功率输出,未来增加了模块化属性,将系统单体以积木形式组合,产生更大容量的输出,不止适用于汽车领域,大型船舶或IT公司的应急电源系统也可以。同时,发布会中还展示了一种“全平型”氢燃料电池系统,其整体高度降低至25cm,可用于个性化定制车型PBV、MPV车型、客车和有轨电车等多种交通设备。

此外,现代还将推出trailer drones集装箱运输概念车,该车集成燃料电池系统,将燃料电池机器人e-Bogie等实现组合,与传统汽车相比,e-Bogie更像是一个转向机器人,作为多功能智能无人运输平台,实现多种商业应用。

集装箱会受到尺寸和移动所需空间限制,当两个e-Bogie作为双转向架被布置于集装箱下方时,有利于最大程度减少转弯半径,可以实现极其灵活的转弯角度,完全独立的四轮转向,”集群模式“提升物流运输效率,允许单个或多个组合使用,就像行驶的火车,除了商用运输,还可实现诸如救援、建筑等更多场景的使用。

在商用车领域,现代汽车已开始量产全球首款量产氢燃料电池重卡XCIENT Fuel Cell的改进升级版车型,并正在开发基于此打造的牵引车,计划于2023年发布。现代汽车方面表示,基于氢能在商用领域的广泛前景,同时氢能长里程、清洁的属性与商用十分适用,现代目前已经不在在传统燃油领域开发新技术、新车型,未来所有的商用车都将是氢燃料电池以及纯电车型,当然这需要时间,也得从市场情况考虑。

此外面对2030年全球商用车预计达到700万辆的庞大市场需求,现代汽车计划开发5-7米车长的氢燃料电池个性定制化车型(PBV)。为实现这一目标,现代汽车集团将通过在商用车领域充分应用自动驾驶和机器人技术来不断拓展在商用车领域的业务能力。

救援无人车是一种使用氢燃料电池的新型概念车,可以实现远程自动驾驶,用于消防和救援作业,拥有独立转向系统,可实现原地转向和“蟹式”行驶 ,并且可以通过安装在车辆外部的无人机传输的图像执行任务,单次充满氢气续航里程可达450-500km。

移动型加氢站是配备氢燃料电池车加氢设备的重型车辆,这款移动型加氢站一次可为多达25辆Nexo的氢燃料电池系统进行充氢,为加氢站数量受限或加氢站正在维修的地区提供便利的充氢体验。

应急救援车可为处于偏远崎岖地区的车辆提供充电救援,可同时进行单相220V和三相380V供电。

而在现代全新发布的2040氢能愿景中可以看到,其计划至2028年成为全球首个旗下所有商用车型均搭载氢燃料电池系统的汽车制造商。

2030年以实现氢燃料电池车的价格与纯电动汽车相当为目标。

到2040年,氢能将不仅适用于交通运输,还将更广泛地应用于不同行业和领域。有了这样的目标,现代在不久前慕尼黑车展提出的2045碳中和宣言似乎显得更有了底气。

氢能源发展看起来一片向好,比如其有着一定的优势,从诞生至今,成本已经明显下降,铂催化剂等虽然较贵,但占比重并不高,其余的塑料/钢铁/铝/橡胶等更多是常规产物,其最大优势是并不具体依赖于某种材料,当生产和加工成本降低,技术改善,并逐渐实现量产化之后成本相较现在还是有明显的改善。

从对材料的依赖和选择来说,氢能源相比目前动力电池面临的锂材料短缺,钴材料稀少等需要寻找替代材料相比,可能还是有着一定的优势。

此外,氢能可以通过多种方式制取,相比化石能源等不可再生能源优势明显,而对于太阳能,风能、水能、潮汐能等可再生能源而言,其不受自然条件限制,在未来成本逐渐降低可规模化生产,对于很多能源结构单一、缺少可再生能源的国家地区而言,也是维护能源安全的一种有效形式。

虽说如此,但其实还有很多问题急待解决,就拿我国来说,氢燃料电池还有这不少需要解决的问题,比如产业过度集中在商用车领域,究其原因商用车领域的发展难度相比乘用车更小,另一方面将氢燃料电池客车集中示范运营,比如公交车、物流等的领域,线路固定,出行比较规律,布局加氢站的难度小,从管控层面来说难度也更小,同济大学燃料电池汽车技术研究所所长章桐在此前在相关场合的发声中阐述过这样的立场。

基础设施发展比较缓慢,对于基础建设不足的问题相信不少朋友从纯电动汽车充电中已经有了明显的感触,就目前来看,就以目前建成运营与在建的加氢站数量规模来看是远远不够的,而基础加氢站数量不足、国内氢能发布极不均衡也将成为制约氢能源车发展的关键因素之一,对整体布局也是不小的挑战。

而从氢燃料电池车和加氢站的关系来看,如果燃料电池车销售不乐观,则相关企业同样不愿铺设过多加氢设备,如若加氢站无法普及,则势必会影响氢燃料电池车的大规模推广,这其中的利害关系不言自明。

此外,从制氢方面来说,电解水制氢不切实际,近中期以工业副产氢、煤制氢等来支撑燃料电池车的发展,未来将以可再生能源制氢作为重要的发展方向;运输过程则无论是通过气氢拖车、液氢罐车、还是固态储氢、管道运输等方式,一来技术尚未成熟,二来储氢成本也会居高不下;而在加注层面,快速完成氢气加注也对其安全性也提出了更高的要求。

如果前面的还可以用时间和技术提升来解决,那最大的问题,也是最根本的掣肘,对我国而言,就是氢的地位,据我国相关法规规定,将氢气定性为“危化品”的同时还没有明确赋予它用于交通工具的“能源”属性,因此在国内现行制度下,加氢站建设的审批流程从根本上要比加油站、加气站复杂得多。

总结:

就目前而言,氢燃料电池车的核心零部件、核心材料等生产难成规模,这也造成了整车价格居高不下、推广应用困难的状况,而值得欣喜的是,不仅是中国,在全球范围内,双极板、铂催化剂、空压机等相应技术及产品已经纷纷取得突破,未来燃料电池成本将越来越低,而由于燃料电池技术并不依赖于某种具体材料,量产之后成本将大幅降低,发展也将更有空间。

而目前国内也在试点氢燃料电池汽车示范城市群,北京、上海、广东已经获批,在4年示范期间,国家将对入围的城市群按照其目标完成情况,通过“以奖代补”的方式给予奖励。

放眼未来,“零碳”出行的日子或将越来越近。

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