有理有據,大眾為什麼不感冒氫燃料電池車?|技術
撰文|小魔
大部分主流汽車製造商都在積極努力的節能減排,但他們對如何做到這一點一直沒能達成一致意見。
有些車企喜歡純電動車,而另一些則認為燃料電池作為未來的零排放技術更有前途。
說到後者,日韓車企可以說在這方面最領先也最積極。豐田汽車不但早在2014年就推出了面向家用車市場的量產版氫燃料電池車Mirai,去年還把這款車升級到續航里程更長、空間表現更好的第二代產品,新車也將於今年正式上市銷售。
緊隨豐田的腳步,現代汽車則在2018年推出首款氫燃料電池SUVNexo,並且也進入了銷售市場。至於以技術聞名的德國車企方面,賓士與寶馬也都有涉獵氫燃料電池車的計劃。
賓士在去年推出了GLCF-Cell概念車,而寶馬則有以X5為基礎打造的iHydrogenNext概念車。
特別是最近,寶馬還發布了iHydrogenNext概念車的動力總成細節以及寶馬關於氫燃料電池車的未來發展計劃,即是小批量試生產iHydrogenNext概念車,並在2025年將氫燃料電池產品正式投放市場。
但是如果你細心觀察就會發現,在一眾主流車企中,對節能減排最有迫切需求的大眾汽車卻卻對氫燃料電池車毫無興趣。
為什麼大眾對燃料電池車如此不感冒?最近他們解釋了原因。簡單地說,大眾認為電池電動車比燃料電池車的效率要高得多,他們不認為有必要耗費額外的財力在後者上。
首先,在大眾看來,雖然這兩種車都使用電力推進,但純電動車本身配備一個尺寸相對較大的可充電電池,而且它是將電能直接儲存在電池組中。
而氫燃料電池車的電池只是一個中轉器,其尺寸本身很小,並不能直接提供汽車行駛所需的能量。在電池為電機供電之前,它必須把儲存在高壓氣罐中的氫氣,通過自身的化學反應釋放能量才能獲得可用電能。
此外,大眾汽車還引用了管理諮詢公司Horvath&Partners的一項研究。該研究發現,電池電動車的效率在70%到80%。這意味著電網產生的電能有3/4能用於動力推進。
使用電池驅動的電動車,在把電能存儲到汽車電池中之前,只有8%的能量損耗。當把電能轉化為驅動電機的能量時,這其中的損失約為18%,因此根據車型的不同,其整體效率就在70%到80%這個區間。
相比之下,燃料電池車的效率則要低得多得多,其只有大約25%到35%的能量能真正用於驅動汽車,也就是氫燃料電池車跑一段路程所消耗的能量,用在電池電動車上能跑到2至3倍的距離。
那麼氫燃料電池為什麼效率如此低下呢?這是因為在氫的製取環節,也就是目前最常用的方法——電解制氫的過程中需要消耗大量的能量。研究稱,初始制氫階段的能量損失就高達45%。
而在這之後,燃料電池把氫轉化為電的過程本身也很低效。在剩餘的55%能量之中,還會因燃料電池將氫轉化為電能再次產生55%的損失。
所以最終氫燃料電池車只能達到25%到35%的效率,這還要取決於車型。至於氫以外的其他代替燃料效率甚至更差。
雖然燃料電池車的支持者指出了它本身的一些優點,包括只需幾分鐘就能快速加氣,而且燃料電池車的續航里程更長。
特別是目前市場在售的三款燃料電池車的續航里程都超過了500公里,而同期具備如此真實續航能力的電池電動車只有少數幾款而已,比如特斯拉的Model3與ModelS。
不過大眾認為,隨著純電技術的迅速發展,電池電動車的續航與充電能力將很快能與當下的燃料電池車旗鼓相當。更重要的是,大眾汽車還指出與燃料電池車相比,電池電動車的總體擁有成本更低。
從環境配套以及技術投資來講,目前的主流仍是電池電動車。這項技術已經成熟,並投放於大眾市場。
而且車型種類還在不斷增加,搭配政府對電動車的優惠政策,電池電動車已經逐漸變成人人可以負擔得起的車型,許多電動車甚至都已達到同類內燃機汽車的價格水平。
相比之下,由於技術的複雜和燃料成本過高,氫燃料電池車將會始終比電池電動車更貴,不管是購買還是使用。
目前,氫燃料汽車的行駛價格約為每100公里9至12歐元,而電池電動車的價格僅為每100公里2至7歐元(具體取決於各國的電價)。
此外,如果用戶附近沒有加氫站,那他就必須去特定的加氫站補充燃料,這也需要額外的時間和里程成本,所以在實際使用上氫燃料電池車基本沒有距離優勢。
因此我們可以歸納總結一下,大眾對燃料電池車不感冒是因為它有以下幾個嚴重缺陷:
車輛的初始成本過高(高於電池電動車);
燃料成本過高(運行成本高於電池電動車);
缺乏加氣基礎設施(純電動車還有家庭充電樁,能支持大部分的日常充電需求);
沒有一種經濟體負擔得起使用燃料電池乘用車消耗的可再生能源。
這樣看來大眾給出的理由確實有理有據,值得我們信服。但並非每個汽車製造商都認同大眾的想法。
比如燃料電池技術的倡導者豐田,他們的看法正好與大眾的預測相反,豐田預計隨著產量的增加,燃料電池動力系統的價格將會下降。
此外,豐田還在研究燃料電池在乘用車以外其他領域的應用,比如商用卡車與公交車。與豐田類似,現代汽車也在放眼更廣闊的前景,並預計經濟因素最終會向氫燃料電池車傾斜。
本田雖然放棄了燃料電池乘用車,但它剛剛與五十鈴結盟開發燃料電池,這表明本田也在考慮向商用燃料電池車方向去轉型。五十鈴現在的大部分業務為商用卡車。
總而言之,大眾雖然認為燃料電池技術的確有可能發揮重要作用,但在乘用車領域中,它的作用並不大,無論是效率還是經營成本方面。
也許未來燃料電池會在長途和重型交通,比如鐵路、空運、海運等方面起到積極作用。但這些只有在能源轉型的後期,即2030年以後才會開始轉換,而且燃料電池技術的應用也必將與可再生能源的發展密切相關。
就像大眾乘用車品牌管理委員會技術開發成員FrankWelsch博士所說:「如果我們想要認真對待移動出行並改善整體環境,那就必須專註於電池電動車。其他一切都是對有限再生能源的浪費。」
所以大眾的最終結論,除了一些科研項目外,不用指望它會推出任何氫燃料電池車。那麼各位看官,你們認同大眾對燃料電池車的想法嗎?【iDailycar】
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