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[圖片] 电动化之下,CES卷来了哪些氢燃料电池新浪潮[5P]

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电动化之下,CES卷来了哪些氢燃料电池新浪潮[5P]


   从无人机、Nikola卡车到戴姆勒系列产品,再到“丰田之城”,我们在越来越多的领域里看到了氢燃料技术。

对于汽车相关领域的企业来说,拉斯维加斯盛大的CES可以说是他们展示尖端交通技术的最佳时机。通过诸如福特的Mach-E电动野马、拜腾的M-Byte跨界车和菲斯克的Ocean SUV,甚至还有索尼的电动车等产品,我们确信电动化的浪潮已经势不可挡。

但2020年的展会还透露出另一种信息。作为一种清洁燃料,氢对乘用车市场的影响虽然微不足道,可它作为商用车、重型卡车、公交车、无人机和城市的动力源,却有着未被完全开发出来的潜力。

回想一年前,我们在CES上看到了现代氢燃料电池车Nexo,整个展台呈现的是“未来氢生活”理念;年中的亚洲CES上,见到了奔驰GLC F-CELL燃料电池车;上汽大通推出了G20 FC氢燃料电池车,采用其自主开发的第三代燃料电池系统,并在国内首次应用70MPa氢瓶供氢系统。

2020年的CES上,我们不但看到了更大的氢燃料电池“浪潮”,参与其中的企业越来越多,产品本身更是突破汽车领域,变得更加多样化。

自家的Mirai氢燃料电池轿车上市已有五年之久的丰田表示,将应用数十年的氢燃料研发技术,在日本富士山附近打造名为“Woven City”的城市,用于展示环保技术、自动驾驶、出行模式、人工智能和新型建筑。该项目预计2021年开工,2000名居民将在这里安家。

“由丰田的氢燃料电池技术提供动力,这将是一个真正独特的机会,从零开始创造一个完整的社区或城市,让互联、数字化、可持续的未来基础设施与人们的生活交织在一起。”丰田社长丰田章男说道。

据悉,这个占地175英亩(约70万平米)的“丰田之城”将配有氢-电系统,辅以大量的屋顶太阳能装置。

日系车企为推动本国氢能源战略下了不小决心。但纵观全球,几大汽车巨头也未曾缺席。

大众旗下奥迪于2016年展示过h-tron quattro氢燃料电池概念车;2019法兰克福车展上,宝马发布了一款名叫i Hydrogen Next的车型,基于宝马X5改造,配备了氢燃料-电池动力系统。

与丰田一样,戴姆勒自20世纪90年代以来一直致力于燃料电池车的商业化。


        戴姆勒目前的燃料电池汽车包括梅赛德斯-奔驰公交车、扶桑卡车和F-Cell SUV

对此,梅赛德斯-奔驰董事会成员、集团研发和奔驰乘用车研发负责人马库斯?谢弗(Markus Sch?fer)表示,虽然奔驰目前在几个市场推出了氢燃料电池版本的SUV,但母公司正将该技术的应用重点转到重型卡车和公交车上面。

“卡车产品面临的一大挑战是长途运输问题,这使其不太适用于纯电池电动版本,至少依照现有电池水平还不行。”谢弗在CES发布会上说,“对我们来说,燃料电池的推广会从公交车和卡车开始。”

2019年年底,戴姆勒表示,将从20年代末期开始增加燃料电池卡车的产量,并与丰田和初创企业展开竞争。

“燃料电池技术本身没有问题,成本和规模是制约其发展的关键。”谢弗解释说,“我们的优势是我们有卡车。戴姆勒是世界上最大的卡车制造商之一,旗下奔驰、三菱扶桑以及福莱纳均有相关产品。”

他接着说,公司正在设计一个模块化系统,允许不同类型的商用车辆使用相同的氢燃料电池结构,以便根据车型大小或使用范围进行增减。“在接下来的两到三年里,氢燃料电池在商业领域将有所作为。”谢弗给出了这样的回答。


                现代汽车的氢动力HDC-6海王星概念卡车

过去几年,丰田一直在洛杉矶测试氢燃料电池卡车;雷诺早在年前就把氢燃料当作卖点,称会在佛吉亚展台发布氢燃料电池版的雷诺MASTER厢式货车;现代汽车和Nikola公司也以零排放氢燃料卡车为目标市场;现代Mobis则运营着世界上最大的氢燃料电池模块生产线。

纯电池和氢燃料电池驱动的汽车用的都是电,这意味着两者可以共享相同的马达和许多其他零部件。关键的区别在于,前者靠的是电池里储存的电能,而后者是根据需要让氢气通过燃料电池薄膜产生电能,是一种电化学过程。

氢燃料电池的优势还在于,它的能量转换效率高、用不到机械传动部件,故没有噪声污染、主要的副产品是水蒸气,排放出的有害气体极少。汽车和卡车之外,该技术已经被NASA用做固定发电机使用了几十年,现在还被开发用于驱动火车甚至轮船和渡轮。



Nikola汽车公司发的推特,与合作伙伴之一的Ryder在CES上展示了未来主义风格的车型

还是在本届CES上,巴拉德动力系统公司与德勤中国发布了一份联合白皮书,题为《未来移动出行的动力源泉:氢能源及燃料电池交通解决方案》(官网有简体中文版提供下载),也是双方探索氢燃料技术的系列报告中的首部作品。

巴拉德总裁兼CEO兰迪?马克尤恩(Randy MacEwen)说:“不出十年,燃料电池车将比电池电动车或内燃机汽车在某些商业应用上更划算。”

目前,燃料电池汽车每百公里成本比纯电动车和燃油车高,但随着规模效应及技术提升,实现大幅降低成本的目标并非没有可能。实际上,该白皮书保守地估计,未来十年,商用氢燃料汽车的总体拥有成本(TCO)将下降50%以上。

德勤中国财务咨询总监徐雨田指出:“对众多商业经营者而言,氢燃料技术似乎十分复杂、昂贵。 然而,通过我们的深入研究及模型验证,燃料电池汽车将在中短期内实现比纯电动汽车和燃油车更为低廉的总拥有运营成本。我们已经看到,全球各地先进的经营者已经开始投入资金发展此技术,从而在激烈的竞争中脱颖而出。”

德勤中国财务咨询合伙人麦艾伦则解释说:“在中国,纯电动车的TCO已经接近燃油车,预计2027年前,燃料电池商用车的TCO将低于燃油车,并于2028年低于纯电动车。随着燃料电池系统和氢燃料成本降低6到7成,燃料电池汽车的TCO将低于其它车类。”

德勤中国财务咨询总监林承宏认为:“通过聚焦可再生能源发展,中国已经成为世界最大氢能源市场之一,也是第一大制氢国。过去几年,中国大力推动氢燃料电池汽车行业发展,进而驱动技术成熟,制氢成本下降,并率先在多领域实现氢能源应用。目前中国在部分燃料电池商用车已领先世界,特别是在中型载重卡车及公交车有全球领先的趋势。”



其实,氢燃料电池不仅能用在又大又重、还得跑长途的卡车上,无人机同样用得上。来自韩国的斗山摩拜创新公司就展示了一款长航时燃料电池无人机,并获得了CES创新奖。

该公司为韩国斗山集团于2016年设立的全资子公司,致力于开发便携式燃料电池系统的无人机、叉车、工程机械及其它可移动设备。

它的DS30商用无人机采用其自行研发的一种紧凑、轻便的氢燃料电池系统,称能量密度至少是纯电池的三倍,可以达到两小时的飞行作业时间。至少从数据上来看,氢燃料电池确实解决了目前小型无人机领域最大的痛点。
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科普一下,CES就是国际消费类电子产品展览会(International Consumer Electronics Show,简称CES),由美国电子消费品制造商协会(简称CTA)主办,旨在促进尖端电子技术和现代生活的紧密结合。作为消费电子领域最具权威性的展会,每年美国拉斯维加斯CES都是各大厂商发布最新产品的时刻。
本次展会逐步兴起的中国力量依然让诸多外国友人大开眼界,比如大疆孵化的子公司Livox(览沃科技)正式推出了两款激光雷达产品,分别可用于L3或L4级别的自动驾驶;成立于2014年的小牛电动,也在CES展览上大放异彩。此次CES展览上,小牛电动发布了全球首款自动驾驶三轮电动摩托车TQi以及小牛电动首款跨骑电动摩托车RQi,两款车均支持5G通讯。不仅如此,小牛电动还提出了对未来十年城市出行解决方案的新思考,通过构建“自动驾驶电摩+IoT+FLEET”模式,建立“个人自动驾驶城市出行解决方案”。
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氢燃料电池确实是值得展望的方向(汽油能量密度44MJ/kg,锂离子电池是1.08MJ/kg,氢气是143Mj/kg),但是氢气自身过于活泼,容易产生氢脆,要想实用还要等很长一段时间。
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目前来看,轻型无人机采用氢能源是最恰当的应用端氢能产业突破口,一般市场供应的气瓶装氢气(高压气态)足以满足该级别无人机的续航飞行需求。

燃料电池的技术,尤其是高可靠性、高安全性的燃料电池技术,的确还有一段路要走。但真正影响氢能源运用的,其实是廉价、安全、高密度储氢的瓶颈。
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