他们缘何执着发展氢能?

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编译 | 杨玉科

编辑 | Jane

出品 | 帮宁工作室(gbngzs)

尽管氢能一直被视为绿色交通下一个重大风口,但就目前来看,它似乎错失成为轻型汽车主要燃料的良机。

纯电动汽车已经成为大多数美国消费者的绿色汽车首选。比如特斯拉,去年仅加州就销售近18.7万辆,占据该州市场份额仅次于丰田燃油车。而同期,丰田汽车在全美仅销售2094辆Mirai氢燃料电池汽车。

目前市场上只有两种氢燃料电池选择——丰田Mirai和现代NEXO燃料电池。本田汽车从2024年开始销售氢燃料电池CR-V,拟取代2021年停产氢燃料本田Clarity。

相比之下,今年将有超过50款电动汽车上市或销售。这种巨大反差,势必影响氢燃料电池工程师招徕和资金投入。

波士顿咨询公司(Boston)汽车研究董事总经理布莱恩·科利(Brian Collie)认为,燃料电池轻型汽车时机已过。“专注很重要,现实是,汽车制造商只能在资源有限的环境中运营。”他说。

无论从何种维度观察,氢能目前都完败于电动汽车。

其一,据标普全球移动(S&P)数据,自2013年1月至今,美国电动乘用车注册近230万辆,燃料电池轻型汽车只有1.5万辆。

其二,美国能源部数据,美国只有55个公共加氢站,而联邦政府估计有近5.1万个公共电动汽车充电站,可提供超过13万个充电端口——这还不包括数千个家用充电桩。

其三,氢气昂贵,尤其是作为一种可持续燃料时。目前,绿色氢的生产成本约为每公斤4.40美元。普氏能源(Platts Analytics)数据显示,这一价格相当于每英里21.6美分的燃油成本。

丰田汽车通过为Mirai提供1.5万美元燃料卡来解决费用问题。

其四,与电动汽车车主使用公共充电桩时常遇到的问题一样,燃料电池司机也经常发现氢气站意外故障。不同之处在于,城市地区附近通常有其他电动汽车充电桩,但距离下一个氢气站可能很远。

▍氢燃料电池是补充而非取代

硬币的另一面,绿色氢燃料可以提供一种强大的脱碳替代方案,来吸引大量投资。

绿氢通过电解生产,过程清洁,但它只占氢生产总量很小部分。大多数氢气由甲烷或天然气产生,这个过程被称为蒸汽转化,不吸收温室气体。

现阶段,美国已有大量资源集中在降低绿色制氢成本上。2021年基础设施立法中,拜登(Joe Biden)政府拨出70亿美元用于4个区域氢枢纽,再拨出7.5亿美元用于加速清洁氢技术。

美国能源部“氢能攻关项目”制定了绿色氢降价目标,到2025年每公斤2美元,2030年每公斤1美元。

麦肯锡咨询公司气候技术高级合伙人贝恩德·海德(Bernd Heid)认为,绿色氢降价后,再加上人们对电网的担忧,氢能或成为乘用车的选择之一。

“我们每使用一吨氢气,成本就会降低一些。当成本足够便宜时,将会有大规模的氢基础设施建设,当然主要用于卡车,也可用于汽车。”

海德预计,向电动汽车大规模转型将使电力基础设施成为瓶颈,采取电动汽车和氢燃料汽车混合方式,最终比电动汽车更便宜。

氢燃料非常适合重型卡车。

对长途8级卡车而言,笨重的电池占据太多重量,降低了负载。此外,长时间充电也削弱了灵活运输货物的能力。一辆氢燃料汽车加氢所需时间与一辆柴油卡车加油差不多。

丰田汽车通过与美国肯沃斯载重车公司合作,研发一款8级燃料电池卡车,且已在南加州投入使用。戴姆勒卡车集团和沃尔沃卡车也在合作开发一种燃料电池动力系统。其他氢燃料卡车开发商包括现代汽车集团和尼古拉公司。

卡车运输的一个特点是——需要更少的燃料补充站。一个氢站网络,散布在主要卡车运输路线上,将使长途货运行业使用燃料电池成为现实。

但丰田汽车、本田汽车和现代汽车集团仍然相信,燃料电池在轻型汽车的作用,并坚持向前推进。

长期以来,日本和韩国一直支持氢基础设施发展。丰田汽车和本田汽车已经花了30年时间来开发燃料电池技术。

氢能CR-V设计有助于本田汽车建立对该技术的信心。这款车包括一个插电选项,允许充电。

“电力可以满足日常使用,可提供方便的夜间充电。”美国本田能源业务开发部主管瑞恩·哈蒂(Ryan Harty)说,“氢气提供了额外的长续航,使客户能在公共燃料站快速补充燃料。”

本田汽车的混合动力策略突显出与丰田汽车的共同理念——氢燃料电池将补充并增强电动汽车,而不是取代电动汽车。

丰田北美研发部燃料电池集团高级工程经理杰基·索尔(Jackie Birdsall)说:“氢能还有一种非常特殊的使用场景。”

对那些没有自己的房子,住在暖气和空气都成问题的城市公寓楼里,还要兼顾孩子和工作,又没有豪华充电桩的人来说,这款车可能是一个不错的选择。

即使氢燃料汽车需要数年时间才能进入美国,丰田汽车、本田汽车和其他汽车制造商已经为通用设计建立了全球标准,从而大大降低了市场准入壁垒。

但即使是氢燃料爱好者也承认,氢燃料电池轻型汽车仍然是未来解决方案。海德估计,广泛的商业化至少需要几十年时间,部分原因在于网络容量的挑战。

毕马威负责全国汽车行业研究的加里·西尔伯格(Gary Silberg)认为,电动汽车和氢燃料电池技术都在发展,破坏任何一种技术的进一步研究都是短视行为。

“我们投资电动汽车和基础设施是正确的,这很重要,但氢能在这个故事中也很重要。”西尔伯格看好氢能长期前景,“把所有鸡蛋都放到一个篮子里是鲁莽的。”

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