寫稿
投稿
氫燃料汽車和氫燃料經濟正在蓬勃發展。就在一年前，許多專家還認為，單靠純電動汽車還不足以實現碳中和。在國家層面，雖然各國的氫經濟各不相同，但以氫生產和利用為中心的投資正在增加。氫燃料汽車是指氫燃料電池汽車和氫發動機汽車。當然，主流仍然是燃料電池，但它們很昂貴，而且氫生產也很昂貴。此外，充電站的安裝費用昂貴，而且難以推廣。
為什么一定要開發氫燃料電池汽車?
在氫燃料汽車中，氫燃料電池汽車是目前的主流。雖然它的市場份額仍然很小，但它和純電動汽車一樣，被認為是未來的動力來源，因為它完全無污染。2021年1 - 7月，氫燃料電池電動汽車銷量為300輛，同比增長109.1%，同比增長一倍。這一增長速度可能沒有意義，因為絕對銷售額很小。按公司分，現代汽車有5300輛，豐田有4100輛，本田有200輛。與此同時，現代汽車的銷量增加了44%，而豐田則因“未來2代”銷量增加了786%。從市場占有率來看，現代汽車為51.2%，豐田為40.1%，本田為1.6%。
然而，隨著碳中性的發展，氫燃料電池作為一種新的電力替代品正受到關注。
根據Frost Sullivan最近的《全球電力行業增長機遇的綠色氫氣生產分析》，2019年全球綠色氫氣產量達到4萬噸，到2030年將以57%的復合年增長率(CAGR)增長至570萬噸。特別是在工業、商業、運輸和電力部門，各國正在減少對以化石燃料為基礎的系統的依賴，并增加對包括氫在內的低碳替代技術的投資。
在交通和電力等一些行業，單靠電氣化很難實現完全脫碳。為解決這一問題，利用可再生能源和風能、太陽能電解生產綠色氫氣的方法備受關注。目前，綠色氫在總氫產量中所占比例不到1%。然而，全球對綠色氫及其相關應用的需求預計將在未來20年內呈指數級增長。
在過去的五年中，人們對利用綠色氫作為低碳或零碳能量載體的興趣日益濃厚。包括英國、德國、日本和新加坡在內的許多政府已經開始認識到，綠色氫經濟可以作為解決碳排放、能源安全和氣候變化問題的替代方案。德國、英國、美國、澳大利亞等國的技術研究機構紛紛投資開展綠色制氫、儲存、配送、應用等多個業務領域的試點示范項目。如果要實現綠色氫經濟，就需要技術和經濟解決方案來降低與綠色氫生產相關的成本，以及一個決定性的監管框架來促進行業投資和支持研發。
氫燃料電動汽車的各種試驗
所有的技術都有它們的起起落落作為第一次的想法。IBM在上世紀80年代首次構想出智能手機，但直到2009年才真正將其作為一款產品完成。
1839年，英格蘭的威廉·羅伯特·格羅夫教授發明了“格羅夫電池”，開始了在汽車中使用氫的努力。并于1954年將其應用到概念車上。1966年，通用汽車開始在6座面包車上增加了6個氫燃料箱。然后，在1978年，寶馬開始將氫作為內燃機的燃料。
2000年，通用項目概念出現，2001年，以歐寶Saferi為基礎開發氫1(參數:圖片)。由于這些努力,2002年,當通用汽車公司推出燃料電池汽車的名義PNGV(下一個通用電氣合作),一個全面的討論開始,美國希望國家、行業和學術界將聯合起來,以滿足氫能源的時代,它推出了一個名為Hi-Wire概念車,采用電池系統和雙線系統。
記得2003年在日本測試氫3概念車，為世界各地的汽車媒體駕駛它。聯邦快遞公司也在測試并直接操作氫氣3號。
通用汽車曾預計，到2010年，燃料電池電動汽車充電一次可行駛300至350英里，壽命為15萬英里。當然，它可以在五分鐘內充滿電，而且油箱不會比現在的油箱占用更多的空間。
通用汽車還在2007年之前開展了一個汽車項目，展示了100輛氫燃料電池汽車。然而，該項目在2008年通用汽車破產后暫停。
氫燃料電池電動車的現狀
目前，現代汽車集團與豐田、梅塞德斯-奔馳、沃爾沃的合資企業在全球汽車企業中主導著燃料電池汽車的開發和生產。
其中，率先起步的梅賽德斯-奔馳(Mercedes-benz)推出了一款名為NECAR的概念車，并以一款名為b級燃料電池(B-Class Fuel Cell)的車型進行了廣泛推廣。梅賽德斯-奔馳已經在各種車型中引入了配備燃料電池的車型，如A級和B級，乘用車和跑車。其中，1999年在4人乘坐的A級轎車上安裝A燃料電池的NECAR4是最完整的。2017年開發了GLC F-Cell, 2018年開發了可同時使用外置充電電池和氫燃料電池的氫插電式混合動力汽車。目前，該公司與沃爾沃及其合資企業CellCentric合作，專注于大型商用車，同時也在開發城市公交車。
豐田從2002年開始測試氫燃料電池電動汽車，2009年宣布將推出氫燃料電池電動汽車，并在2015年將價格降至5萬美元。目前，第二代Mirai在美國的售價為5.7萬美元至7.4萬美元。與以前的水平相比，在2000年代中期，用于涂層的鉑用量從10萬美元減少到30%是可能的。當時，豐田汽車將環保汽車分為城市用緊湊型電動汽車、插電式混合動力汽車、氫燃料電池汽車等3類。
豐田氫燃料電池汽車的代表車型是FCHV-ADV。在2008年，FCHV-ADV單次充電的續航里程為830公里，并以租賃的方式向公共機構提供。豐田公司表示，fCHV-ADV的鎳金屬電池即使在零下30攝氏度也能可靠工作。豐田和本田從2002年12月開始測試氫動力汽車。豐田的商用車型Mirai已經進入第二代，并開發了一種用于船舶的燃料電池系統，目前正在進行演示。看到中國市場的潛力后，他與5家中國企業在北京成立了“聯合燃料電池系統研發中心”(Joint Fuel Cell Systems Research and Development)，為商用車開發氫燃料電池解決方案。豐田汽車還向寶馬汽車提供了ITS燃料電池系統，并在歐洲設立了燃料電池事業部，試圖擴大市場。
本田也在與豐田同時開發燃料電池電動汽車。本田于2000年開發的FCX Clarity在2013年的生產成本為12萬美元，低于最初的100萬美元。本田于2008年6月開始生產，并于同年下半年開始在美國和日本租賃銷售。第一個以租賃形式出售給普通客戶的FCX是2005年發布的第一個FCX。2010年，美國租了50部，全球租了200部。當時，本田宣布這款車將于2015年上市。
2013年，本田宣布參與美國燃料電池項目H2USA，該項目由美國能源署牽頭，涉及豐田、戴姆勒、現代和日產。當時，所有的H2USA參與者都宣布計劃在2015年左右推出燃料電池汽車。當時，本田是第一個租賃和銷售FCX Clarity燃料電池汽車的公司，而現代是世界上第一輛擁有生產系統的汽車。
現代汽車從1998年開始開發燃料電池汽車。最初的生產費用為25億韓元。歐洲制造商通常與專業公司合作開發系統，而本田和豐田則開發自己的系統。現代汽車屬于后一類。系統自主研發，國產率達95%。尤其是核心的電抗器和逆變器的自主研發尤為突出。目前，有120多家韓國零部件企業參與了途勝IX氫燃料電池汽車的開發。
途勝iX于2013年作為世界上首款量產燃料電池電動汽車上市，售價為2085萬韓元，并于2014年開始在國內銷售。2018年，全球首款量產燃料電池電動汽車Nexo上市。一次充電的續航里程為609公里，超過了此前580公里的目標，是迄今為止全球市場上推出的氫電動汽車中續航里程最長的。通過增加儲氫罐的密度和儲氫容量，可以比以前更多地使用氫氣。
在充電時間不到5分鐘的情況下，比第一代途勝氫電動汽車(415公里)高出40%左右，成為世界上行駛距離最長的汽車。Nexo在美國的市場售價約為6.3萬美元。現代汽車也在推進船舶用氫燃料電池的商用化。
特別是，現代汽車集團正在積極擴大Jennesseth品牌和商用車的氫燃料電池陣容。現代汽車強調說，燃料電池電動汽車的核心——電動反應堆的價格比20年前下降了2%，耐久性也從3萬公里增加到了16萬公里。現代汽車表示，最終的目標是行駛50萬至100萬公里，并準備好應對在碳中和中發揮最重要作用的條件。
此外，捷豹正在開發一款燃料電池版的防衛者。
與此同時，采用二次電池的混合燃料電池汽車的驅動主要是由法國公司進行的。去年夏天，雷諾成立了一家新的合資企業Hivia，打算在今年推出一款新的商用燃料電池電動汽車。雷諾已經將燃料電池系統整合到輕型商用車中，包括Kangu ze和Master ze氫混合動力車。雷諾在現有的純電動汽車的基礎上，一直在開發集成氫燃料電池系統。
Stellantis集團也推出了燃料電池電動汽車。繼歐寶的Vivaro和標致的E Expert面包車燃料電池版之后，雪鐵龍又推出了Jumpy Hydrogen。從技術上講，它們是帶有二次電池的混合燃料電池電動汽車。
在中國企業中，上汽集團已宣布，到2025年將推出燃料電池電動汽車，銷量將超過1萬輛。北汽還宣布了到2023年銷售4000輛氫燃料電池汽車的目標，到2025年銷售1.5萬輛。長城汽車去年春天還宣布，將投資30億元人民幣用于氫燃料電池的研發。
中國政府將氫燃料電池電動汽車和鋰離子電池電動汽車作為新能源汽車的重要技術基礎。純電動汽車適用于在城市中行駛短距離的乘用車，氫燃料電池汽車適用于需要長途運輸的公共汽車、卡車等商用車。
中國工業和信息化部還會同有關部門開展氫燃料電池汽車試點，推動中國氫能源和燃料電池汽車產業的創新和發展。
相關推薦：
