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氢燃料电池车PK电动汽车 谁更胜一筹?

关键词:电动汽车

来源:中电网    2018-03-05

随着人类社会的发展,人们出行需求日益增加,汽车的保有量也越来越大,随之而来的环境保护问题和能源安全问题也迫在眉睫。对此,世界各国政府都在忙着制定燃油车的禁售时间表,鼓励大力发展新能源汽车。各大汽车厂商纷纷响应国家政府号召,开始转型研发生产新能源的汽车产品,跨行业制造商也纷纷加入新能源汽车的研发制造中来。

新能源汽车的形式是多种多样的,从新能源汽车的定义来看,新能源汽车指的是采用非常规的车用燃料作为汽车的动力来源,或者使用常规的车用燃料,但是采用新型的车载动力装置,综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成有先进技术原理,有新结构和新技术的汽车。因此,新能源汽车的种类和形式多种多样,包括混合动力汽车(HEV)、纯电动汽车(BEV)、燃料电池汽车(FCEV)、氢发动机汽车以及燃气汽车、醇醚汽车等等。

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从目前的市场主流看来,氢燃料电池汽车和纯电动汽车是当今市场研究的主要方向,而关于氢燃料电池车和纯电动到底哪一个是未来的主宰者之争的问题从未停止过。下面,我们就从各方面来分析,氢燃料汽车和电动汽车哪一个在未来的胜算更大。

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当下新能源汽车的两大发展主流

当前新能源的两大发展方向中,一方面是以中国为首的电动汽车的发展,在全球大力倡导新能源的趋势下,新能源汽车已经成为我国从汽车大国到汽车强国的一大机遇。我国现已成为全球第一大电动汽车市场,除了国内的自主企业和初创车企纷纷加入新能源汽车的研发制造,国外的汽车巨头在本土转型发展电动汽车的同时,也开始布局中国市场。另一方面,以提倡氢能源为主的美国、日本、韩国、欧盟等国家和地区的氢能技术也已经进入了系统实施阶段。

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根据日本新能源及产业开发机构最新制定的目标,日本的氢燃料电池汽车的续航里程有望延长到目前的1.5倍,到2040年,日本的氢燃料电池车型的保有量有望从现在的2000辆增加到300~600万辆。此外,包括英国政府在内的很多国家也开始制定了氢燃料电池汽车的发展计划,英国计划在2030年前使氢燃料电池车保有量达到160万辆,并在2050年之前使其市场占有率达到30% ~ 50%。

作为宇宙中分布最广泛的物质,氢构成了宇宙质量的75%,也被称为人类的终极能源。氢能大量地存在地球上的海水中,如把海水中的氢全部提取出来,将是地球上所有化石燃料热量的9000倍。氢的燃烧效率也非常高,只要在汽油中加入4%的氢气,就可使内燃机节油40%。作为一种清洁、高效、安全、可持续的新能源,它的应用形式涉及到生活的方方面面,取暖、烹饪、发电、航行器等,尤其在小汽车、卡车、公共汽车、出租车、摩托车和商业船上的应用现已成为焦点。

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由于电动汽车的发展可能造成废旧动力电池的回收难题,目前已经有声音提出质疑,不该大力发展电动汽车。而发展速度稍慢于电动汽车的氢能源,主要利用水的转换,不会带来像废旧电池回收利用那样的困扰。另外,在能量补充上,电动汽车目前需要耗费大量的时间来进行车辆的充电,也有企业针对此问题通过换电的方案来快速地对电池进行更换,但由于更换电池需要建设大量的换电站,目前在成本方面也受到极大限制。在续航里程上,目前市场上的电动汽车大部分依然面临着续航历程的考验,表现较好的电动汽车续航里程大多在500公里左右,大部分在500公里以内,而在日本韩国的某些汽车公司研发出来的氢燃料电池汽车,续航里程能达到1000公里,并且能实现像传统的燃油车一样3分钟内进行加气。

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从这几点看来,氢燃料电池的汽车确实要比电动汽车拥有更多的发展优势。但目前的状况是,氢燃料电池的发展速度确实远远低于电动汽车,燃料电池的新能源汽车目前成本确实很高,这从国家此前的补贴政策可以看得出来,以我国2017年的补贴政策为例,一辆燃料电池汽车在2017年的补贴高达20多万,而一辆电动汽车的补贴大约在3-5万,这也足以见得目前燃料电池汽车的成本之高。

由于氢能在地球上的广泛存在,这种清洁无污染又充足的能源在未来的发展确实大有前途。当前阶段燃料电池汽车不能快速发展的原因,一方面是成本的制约,另一方面,虽然目前氢燃料电池汽车在一些关键技术上已经取得大幅进展,但是氢燃料电池同样需要面临建设基础设施加氢站、在低温条件下车辆的启动问题,以及车辆行驶过程中转化而来的水的排放等问题,这些问题制约着氢能汽车的大规模产业化发展。

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长远来看氢能基建更节省成本

尽管目前发展氢能源的成本很高,但是,通过专业机构的分析显示,从长远来看,氢能基础设施的建设比投资充电站更节省成本。

当氢燃料电池电动汽车(FCEV)的预定规模在10万辆时,预计加氢基础设施总成本约为4.5亿欧元。而部署相同规模的电池电动车(BEV),需要的充电站成本约为3.1亿欧元。然而,由于加氢站相对集中,当部署更多的车辆时,氢能基础设施的成本的就更低一些:一旦有100万辆燃料电池汽车上路,氢能基础设施的成本总计约为19亿欧元,而电池充电基础设施成本则高达到28亿欧元。在把剩余电力转换成100%绿色氢气的过程中,氢气成本可能变得更加昂贵,因为若使用蓄电池的方式,需要安装大规模的储存设施。当氢燃料电池或者纯电动汽车市场渗透率达到2000万辆,对充电基础设施的投资总额将达到510亿欧元左右,而相应的加氢基础设施成本只需要400亿欧元。

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因此,从长远看来,电动汽车的发展成本其实比氢气更高。当发展100万辆新能源汽车的时候,氢能基础设施的投入成本反而更便宜。从全方位考虑,不管是氢燃料汽车还是电动汽车,其发展目的都是为了实现低碳环保发展和找到未来出行所需的替代能源。电动汽车的发展可能需要大量的电力来源,而电力来源也可能给电网带来更大的电网压力,氢能源的发展,想要获得100%的绿色氢气需要更多的成本投入……

氢燃料电池汽车PK电动汽车,在未来到底谁更胜一筹?综上所述,不管是先发展电动汽车,再慢慢发展氢燃料电池汽车?还是真的像某些声音质疑的那样不该大力发展电动汽车,应该注重氢能源的发展?或者是两者并驾齐驱?目前,我们要做的,是先去解决这些发展过程中的一个个问题,才能决定到底哪种更符合未来的发展方向!

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