氫能汽車VS電動(dòng)汽車，誰才是未來？
時(shí)間:2024-04-12 08:26來源:車百智庫 作者:姚耀
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馬斯克又雙叒叕批氫能源車了。
日前，特斯拉CEO馬斯克炮轟氫能源車為“一種非常糟糕且愚蠢的技術(shù)”，成為業(yè)界關(guān)注焦點(diǎn)。實(shí)際上自2013年以來，馬斯克已多次公開聲稱：氫能源汽車“沒什么未來”，是“笨蛋才買”的玩意。
但幾乎同時(shí)，我國(guó)正式吹響“氫能高速”的號(hào)角。
今年政府工作報(bào)告中明確提出，“加快前沿新興氫能、新材料、創(chuàng)新藥等產(chǎn)業(yè)發(fā)展”。這是氫能作為新興能源被首次提及。
浙江省發(fā)展規(guī)劃研究院能源與環(huán)境研究所博士、高級(jí)工程師馬煒晨認(rèn)為：“當(dāng)下，氫能源車是氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展最為重要、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用相對(duì)最為成熟的領(lǐng)域之一。”他介紹，業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，我國(guó)氫燃料電池汽車已進(jìn)入發(fā)展提速的關(guān)鍵期。
那么，馬斯克痛批的這項(xiàng)技術(shù)，我國(guó)為何看好？氫能汽車真的有馬斯克說的那么差勁嗎？氫能汽車和電動(dòng)汽車相比，優(yōu)劣勢(shì)如何？氫能汽車未來穩(wěn)妥的發(fā)展路徑在哪？又能否取代電動(dòng)汽車？
本文試圖淺析上述問題。
1
政策發(fā)力
氫能是來源豐富、清潔低碳、安全高效的可再生的能源，被譽(yù)為“21世紀(jì)終極能源”。它主要通過氫與氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生能量，在這個(gè)過程中，氫氣通過燃燒可以釋放出大量的能量，而且燃燒產(chǎn)生的唯一副產(chǎn)品就是水，不會(huì)產(chǎn)生任何有害的氣體排放，因此，氫能被視為清潔能源的代表之一。
氫氣的能量密度高，具有更高的能量?jī)?chǔ)存和傳輸效率，這使得氫能成為一種理想的能源儲(chǔ)存和傳輸方式，兼具能源和原料雙重屬性。氫能是交通運(yùn)輸、工業(yè)和建筑等高碳排放領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模脫碳、降碳的重要抓手。
再來探究馬斯克抨擊氫能汽車的原因。他認(rèn)為燃料電池是“智商稅”。因?yàn)橛秒娭茪洌儆脷浒l(fā)電驅(qū)動(dòng)車輛，能源轉(zhuǎn)換效率低，繞這么個(gè)彎子實(shí)在沒有必要，遠(yuǎn)不如用蓄電池驅(qū)動(dòng)的車由電到電來得直接。
但制氫并不只有電解水一種。目前工業(yè)副產(chǎn)氫是氫能應(yīng)用的重要來源，擁有較好的經(jīng)濟(jì)性。
馬斯克還提出，“氫氣的生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存過程中，存在著巨大的安全風(fēng)險(xiǎn)。”這也是氫能汽車發(fā)展初期被很多人擔(dān)憂的一點(diǎn)。
這一點(diǎn)，在應(yīng)用上確實(shí)有嚴(yán)格的遵循。“不停進(jìn)地下停車場(chǎng)，不在密閉場(chǎng)合使用。”有專家表示，當(dāng)場(chǎng)景從室內(nèi)換成室外，“氫氣很輕，逃逸速度飛快，在室外使用起來甚至比傳統(tǒng)燃油汽車更安全。”
另一方面，技術(shù)也在創(chuàng)新與積累中不斷突破。
目前，我國(guó)已形成涵蓋制、儲(chǔ)、運(yùn)、加、用等各環(huán)節(jié)完整的氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈，是全球燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈最完整的國(guó)家之一。
這得益于近年來，國(guó)家不斷推出鼓勵(lì)政策，為中國(guó)氫能行業(yè)的穩(wěn)健發(fā)展注入了強(qiáng)大信心。
2月29日下午，中央政治局新春首場(chǎng)集體學(xué)習(xí)，就是圍繞新能源高質(zhì)量發(fā)展展開。前文所述政府工作報(bào)告也是首次將氫能作為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)，提出其加快發(fā)展。
3月18日，國(guó)家能源局印發(fā)《2024年能源工作指導(dǎo)意見》，明確提出“編制加快推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的相關(guān)政策，有序推進(jìn)氫能技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展，穩(wěn)步開展氫能試點(diǎn)示范，重點(diǎn)發(fā)展可再生能源制氫，拓展氫能應(yīng)用場(chǎng)景”。
北京市社會(huì)科學(xué)研究院副研究員王鵬認(rèn)為，這份《指導(dǎo)意見》多次提及氫能，釋放了我國(guó)政府對(duì)氫能產(chǎn)業(yè)高度重視的信號(hào)。這表明氫能已被視為未來能源體系的重要組成部分，政府將積極推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。此外，這也預(yù)示著氫能產(chǎn)業(yè)將獲得更多的政策支持和市場(chǎng)機(jī)遇，包括財(cái)政補(bǔ)貼、稅收優(yōu)惠、技術(shù)研發(fā)等方面的扶持。這將鼓勵(lì)更多企業(yè)和資本進(jìn)入氫能領(lǐng)域，推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。
去年7月，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)委、國(guó)家發(fā)展改革委等六部門聯(lián)合印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南（2023版）》，系統(tǒng)構(gòu)建了氫能制、儲(chǔ)、輸、用全產(chǎn)業(yè)鏈標(biāo)準(zhǔn)體系，涵蓋基礎(chǔ)與安全、氫制備、氫儲(chǔ)存和輸運(yùn)、氫加注、氫能應(yīng)用5個(gè)子體系。這是首個(gè)國(guó)家層面氫能全產(chǎn)業(yè)鏈標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南。
從地方層面來看，在氫能產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的大背景下，各地紛紛加快了對(duì)氫能產(chǎn)業(yè)的規(guī)劃與布局，涉及氫能技術(shù)開發(fā)、氫能應(yīng)用等方面。
根據(jù)中國(guó)氫能聯(lián)盟研究院統(tǒng)計(jì)，在今年年初的地方兩會(huì)上，31個(gè)省級(jí)行政區(qū)中有22個(gè)將氫能寫入《政府工作報(bào)告》，提及氫能發(fā)展的省份數(shù)量保持逐年增加的趨勢(shì)。具體來看，海南首次提及氫能，河北、河南、吉林、山西連續(xù)6年，內(nèi)蒙古連續(xù)5年，重慶、遼寧、陜西連續(xù)4年，江蘇、北京、四川連續(xù)3年提及氫能。
2
集群帶動(dòng)
業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，氫能汽車的發(fā)展，重點(diǎn)不在“汽車”，而在“氫能”。
京津冀、上海、廣東、鄭州、河北五個(gè)城市群，2021年先后啟動(dòng)了燃料電池汽車示范工作，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展。之所以采用示范城市群的方法來推廣氫燃料電池汽車，是因?yàn)樾枰鉀Q氫能的供應(yīng)問題、加氫的問題以及車輛本身等問題，燃料電池汽車的技術(shù)鏈和產(chǎn)業(yè)鏈更長(zhǎng)、更加復(fù)雜。
首批三大示范城市群選擇了北上廣，一方面是因?yàn)橐虻刂埔耍瑢ふ覛淠鼙容^富足且低價(jià)的區(qū)域，降低氫能汽車的運(yùn)營(yíng)成本。
另外一方面，也需要在本區(qū)域內(nèi)燃料電池整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)的基礎(chǔ)比較完善，企業(yè)的能力、技術(shù)的能力比較完整，北京、上海、廣東等這三個(gè)區(qū)域，在燃料電池的技術(shù)、研發(fā)和產(chǎn)業(yè)方面處于全國(guó)領(lǐng)先地位。
在這五個(gè)城市群之外，其他省份也不甘落后。可以說，制約國(guó)內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的技術(shù)成本也在逐步降低：氫燃料電池汽車的百公里氫耗從26公斤下降到7.1公斤，續(xù)航里程從100公里提高至500公里，60多家國(guó)內(nèi)整車企業(yè)推出燃料電池汽車并催生了70多家燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)企業(yè)。
以氫能交通為先導(dǎo)，從燃料電池客車到佛山的輕軌車再到北京運(yùn)行的冷藏車，氫燃料電池汽車已經(jīng)具備經(jīng)濟(jì)性。
數(shù)據(jù)顯示，截至2023年10月，我國(guó)氫燃料電池汽車?yán)塾?jì)銷售18197輛，僅次于韓國(guó)的3.4萬輛，成為全球第二大燃料電池汽車市場(chǎng)；累計(jì)建成加氫站417座，位居全球首位，相比2022年底增加63座。
預(yù)計(jì)到2025年，現(xiàn)有的5個(gè)示范城市群會(huì)推廣3.5萬輛燃料電池汽車進(jìn)行商業(yè)化示范應(yīng)用，這也會(huì)帶動(dòng)市場(chǎng)化的發(fā)展。
3
誰是未來？
據(jù)乘聯(lián)會(huì)公布的2023年新能源乘用車銷量數(shù)據(jù)顯示，去年我國(guó)新能源乘用車零售銷量達(dá)到773.6萬輛，同比增長(zhǎng)36.2%，整個(gè)市場(chǎng)正呈現(xiàn)出前所未有的繁榮。
代表了中國(guó)制造新勢(shì)力的新能源汽車，包括純電動(dòng)汽車、增程式電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車、燃料電池電動(dòng)汽車（氫能汽車）等多種類型。其中，電動(dòng)汽車和氫能汽車的暗戰(zhàn)，也正在升級(jí)。
從成本方面來看，氫能源汽車的售價(jià)及用車成本普遍較高，成為市場(chǎng)普及的一大障礙。高昂的價(jià)格使得普通消費(fèi)者望而卻步，而加氫費(fèi)用的高昂也使得用車成本顯著增加。相比之下純電動(dòng)汽車的充電成本更低，車型價(jià)格也更加親民，這使得純電動(dòng)汽車在目前的市場(chǎng)上更具競(jìng)爭(zhēng)力。
基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也是氫能源汽車發(fā)展的一大瓶頸。近年來純電動(dòng)汽車充電樁的建設(shè)已相對(duì)完善，但氫能源汽車的加氫站建設(shè)雖有前述政策支持，也經(jīng)歷了一段蓬勃發(fā)展期，卻仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后。目前，加氫站的投資和運(yùn)營(yíng)成本仍然比較高昂，導(dǎo)致加氫站數(shù)量有限，尤其是在偏遠(yuǎn)地區(qū)或二三線城市，加氫站的覆蓋率更低，嚴(yán)重影響了氫能源汽車的推廣和應(yīng)用。
此外，技術(shù)發(fā)展與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也是氫能源汽車面臨的重要問題。純電動(dòng)汽車在技術(shù)成熟度和市場(chǎng)普及度上占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位，特斯拉等車企在電動(dòng)汽車領(lǐng)域積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，而氫能源汽車的發(fā)展相對(duì)較為初步，這使得氫能源汽車在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中處于不利地位。
氫能源汽車技術(shù)專利的掌握情況也限制了其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。由于大部分技術(shù)專利掌握在少數(shù)車企手中，其他廠商在技術(shù)上存在一定的依賴性，這使得氫能源汽車的技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展受到一定限制。
但在面對(duì)氫能源汽車與純電動(dòng)汽車之間的競(jìng)爭(zhēng)和未來發(fā)展趨勢(shì)時(shí)，我們也不能忽視氫能源汽車的優(yōu)勢(shì)和潛力。
在續(xù)航能力方面，氫能源汽車的一大亮點(diǎn)就是其長(zhǎng)續(xù)航里程和快速的加氫速度。例如，豐田的二代Mirai車型能夠續(xù)航超過700公里，而加氫過程僅需3分鐘，這在長(zhǎng)途旅行或需要快速補(bǔ)充能源的情況下顯得尤為實(shí)用。相比之下，純電動(dòng)汽車的充電時(shí)間通常較長(zhǎng)，這可能影響到用戶的行程安排和便利性。因此，對(duì)于有大載重、長(zhǎng)續(xù)駛、高強(qiáng)度需求的交通場(chǎng)景下，氫能源汽車可能是更合適的選擇。
氫能源汽車的清潔性自然也是其一大賣點(diǎn)。從環(huán)保角度出發(fā)，氫能源汽車無疑具有更大的優(yōu)勢(shì)。此點(diǎn)不必贅述。
綜合來看，短時(shí)間內(nèi)，純電動(dòng)汽車以其成熟的產(chǎn)業(yè)鏈和市場(chǎng)普及度占居鰲頭，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度，隨著氫能源技術(shù)的不斷成熟和基礎(chǔ)設(shè)施的逐步完善，氫能源汽車的市場(chǎng)前景將逐漸明朗。
4
重點(diǎn)突破
客觀來看，由于加氫站的布局目前很有限，氫能車在家庭乘用車領(lǐng)域還難以大展拳腳，但在重卡、巴士等商用車領(lǐng)域，氫能車正發(fā)起一場(chǎng)對(duì)電動(dòng)汽車的“奇襲”。
這或許可算是“重點(diǎn)突破。”
氫能汽車能量密度高、補(bǔ)能時(shí)間短、續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)，能明顯提高商用車的運(yùn)輸效率。由于商用車的運(yùn)營(yíng)路線較為固定，根據(jù)其路線相應(yīng)設(shè)計(jì)加氫站，就能夠更好地實(shí)現(xiàn)及時(shí)補(bǔ)能。
在2022年2月舉辦的北京冬奧會(huì)和冬殘奧會(huì)期間，共示范運(yùn)行了超過1000輛氫能源汽車，并在北京及周邊區(qū)域布局了30多個(gè)加氫站。
在完成冬奧會(huì)重大保障任務(wù)之后，2022年7月，212臺(tái)示范應(yīng)用的氫燃料客車在加裝了北京公交車載設(shè)備之后，完美轉(zhuǎn)換為一臺(tái)臺(tái)城郊公交車。
其中919路快車線路很有示范意義，運(yùn)營(yíng)線路從京張路口北到德勝門，全程近80公里，線路基本全程高速而且涉及冬季較嚴(yán)寒的山區(qū)區(qū)域。
純電車型公交因嚴(yán)寒天氣難以完成的日常運(yùn)營(yíng)任務(wù)，在使用氫燃料車型之后，每臺(tái)車輛可以日均運(yùn)營(yíng)2至3個(gè)來回，每2天加一次氫即可，而其加氫過程與傳統(tǒng)車輛的日常加油基本相同，一輛客車約8—15分鐘即可加滿。
根據(jù)這些氫燃料客車的實(shí)際運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)可以核算出，車輛百公里氫耗5公斤左右，氫氣成本如果能控制在30元/公斤（即1.5元/公里），將比柴油和純電車型具有更高的使用經(jīng)濟(jì)性。綜合續(xù)航能力、充電效率、使用成本來看，隨著氫燃料客車的采購成本不斷下降，其未來將更具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
綜合考慮電動(dòng)汽車和氫燃料電池汽車的優(yōu)缺點(diǎn)，一番暗戰(zhàn)之后，未來汽車趨勢(shì)可能是電動(dòng)與氫能共存，互補(bǔ)發(fā)展。
在城市和短途出行場(chǎng)景中，電動(dòng)汽車具有充電時(shí)間短、維護(hù)成本低等優(yōu)勢(shì)，更適合作為日常代步工具。而在長(zhǎng)途出行和重載運(yùn)輸場(chǎng)景中，氫燃料電池汽車的續(xù)航里程長(zhǎng)、加氫時(shí)間短等優(yōu)勢(shì)更為突出。
全國(guó)人大代表、榮程集團(tuán)董事會(huì)主席張榮華指出，要進(jìn)一步增加氫能重卡產(chǎn)業(yè)生態(tài)的覆蓋范圍，支持?jǐn)U大優(yōu)先使用氫燃料電池汽車的場(chǎng)景。同時(shí)，完善國(guó)家和地方的補(bǔ)貼機(jī)制，鼓勵(lì)“風(fēng)光氫儲(chǔ)用”一體化項(xiàng)目示范。此外，要明確氫作為能源使用時(shí)的能源屬性，支持利用現(xiàn)有加油站或加氣站的土地，建設(shè)油氣氫電等綜合能源補(bǔ)給站點(diǎn)，將氫能項(xiàng)目開發(fā)的碳資產(chǎn)納入碳市場(chǎng)交易范圍。
而國(guó)海證券則預(yù)測(cè)，2024年或?qū)⒊蔀闅淠茉串a(chǎn)業(yè)爆發(fā)元年。隨著廉價(jià)氫氣供應(yīng)的增加和儲(chǔ)運(yùn)成本的降低，燃料電池汽車的經(jīng)濟(jì)性將進(jìn)一步提高，有望在交通領(lǐng)域，尤其是商用車領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。此外，各地政策細(xì)則出臺(tái)與補(bǔ)貼落地也使得氫燃料電池汽車的產(chǎn)銷有望持續(xù)高增長(zhǎng)，2024年氫能及燃料電池行業(yè)將進(jìn)入放量提速期。
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