近日,宝马集团董事长奥利弗·齐普策在接受采访时表示:“继电动汽车发展了大约10年并迅速扩大规模之后,下一个趋势将是氢能源汽车。当加氢站变得更具规模时,氢能源汽车将是最前卫的驾驶方式。”
此前,宝马氢能技术中心宣布了氢能源电池启动小规模量产,位于宝马德国莱比锡工厂的涂装车间正在测试同时使用氢气和天然气的发动设备。宝马iX5 Hydrogen氢能源汽车将于今年底投入使用。
1.什么是氢能源汽车?
相比于电动汽车,氢能源汽车可能并不为大众所熟知。其实,氢能源汽车早已不是前沿科学技术,已经在各个国家投入测试及量产。以我国上海为例,氢能源汽车数量已超1500辆。
而要说起氢能源汽车,不得不提日本丰田。
上世纪90年代,石油危机屡屡爆发,以省油著称的日系车,不愿将日本举足轻重的汽车行业受制于人。而日本国土资源匮乏,石油、锂矿、钴矿、镍矿几乎没有存量,9成以上的煤炭、石油、天然气都靠进口。
为了摆脱资源依赖、实现弯道超车,日本丰田选择了氢,这个宇宙中最常见的元素,作为未来一百年的技术前进方向。
1994年,丰田推出第一款氢能源概念车型。
2014年,丰田推出全球首款量产氢能源汽车MIRAI。2021年,MIRAI售出超5000辆。2022年,丰田宣布进口中国111辆MIRAI,市场建议起售价为74.8万元。
历经近三十年的研发,丰田已持有5000多项氢燃料电池专利,位居全球第一。
为什么丰田偏偏选择了氢这一新兴能源呢?除了储量充沛,氢能源还有三大优点:一次能源、能量密度高、耐寒性强。
众所周知,电能是过程性能源,锂电池本身作为储能装置,其自身并不能发电,是靠外界的电压让锂离子在电池正负极来回运动来进行充放电。简而言之,电动汽车需要一段时间的充电才能运转。
而氢燃料电池无需充电,只需要补充氢气就可以保证足够的电量。跟现在的燃油汽车类似,氢能源汽车只需要在加氢站等待5分钟即可充满。
此外,氢能源的能量密度高。“目前,三元锂电池锂离子的电芯能量密度约为1.08MJ/Kg(理论),如果要提升,只能靠全固态锂电池了。而氢的能量密度为143MJ/Kg,是现有锂电池(电解液)的130倍。”
因此,氢能源汽车的续航里程极为优秀,甚至超过大部分燃油汽车。2021年,丰田MIRAI单次行驶1359.89公里,刷新吉尼斯世界纪录,成为世界上续航最长的氢能源汽车。
不但如此,氢燃料电池耐寒性强,即使在零下二三十度的气象条件下行驶,续航里程也不会有明显的缩减。目前的电动汽车在低温条件下行驶,续航基本会大打折扣。
2.氢能源汽车为什么没有成为主流?
单看优点,氢能源汽车确实比现在流行的燃油汽车、电动汽车要优秀得多。
但是,为什么氢能源汽车没有成为主流,反而是电动汽车成为各国、各车企的未来发展方向呢?
2022年5月,特斯拉创始人马斯克接受采访时表示:“我被问及氢能源的次数不止100次了,可能有200次。所有人都需要知道,如果人类要寻找一种新的能量储存方式,氢是最糟糕的选择。”
目前,氢能源汽车遇到的最大困难只有一个——成本。
首先是生产成本。
现阶段,制氢主要依靠电解水制氢。东吴证券研报数据显示,我国电解水制氢成本为30-40元/kg。
换算成电能,氢燃料电池成本较高,基本达到了2元/Wh。而2021年,行业平均磷酸铁锂电池成本为0.65元/Wh,三元锂电池成本为0.9元/Wh。
相比于已成规模的锂电池产业,氢燃料电池的成本较为昂贵。
其次是消耗成本。
生产成本的昂贵,必然会传导到下游的消费者。
目前,即便是算上国家补贴,加氢站目前的加氢价格也达到了每公斤氢气50-100元,普通氢能源汽车的百公里耗费大约为50-100元。而普通电动汽车的百公里电费为7.8元到26元。
最后是基础设施成本。
运输方面,考虑到液态氢的安全和成本,目前仍采用氢气压缩瓶进行运输,一辆可载重40吨的超大卡车,一趟只能运输400千克的氢气。数据显示,国内氢气运输压强为20MPa,运输距离为100km时,运输成本为8.66元/kg;当距离为500km时,运输成本猛增到22元/kg。管道运输成本只有1.2元/kg,但每千米管道投资额约584万元。
建设方面,一个加氢站的投资在千万级别,一个每天500KG加气级别的加氢站,其建设费用大概在1200万到1800万之间,是燃油车加油站的3倍多。
宝马集团董事长奥利弗·齐普策在采访中也强调,“当加氢站变得更具规模时”,氢能源汽车才将会是最前卫的驾驶方式。
在氢能源网络尚未建设完成的当下,我国选择以国家电网为基础的电动汽车,是适应国情之举。
3.氢能源汽车有未来吗?
随着我国电动车行业的蓬勃发展,一个庞大体量、生机勃勃的产业链已悄然形成,大量电动车上下游企业以成熟的产品在市场上站稳了脚跟,不少企业更是以独特的优势出海拓展市场。
日前,不少电动车上下游企业公布第三季度财报。
宁德时代2022年第三季度财报显示,前三季度营收2103.4亿元,同比增长186.72%,其中第三季度营收973.7亿元,同比增长232.47%;前三季度归母净利润175.9亿元,同比增长126.95%,其中第三季度归母净利润94.24亿元,同比增长188.42%。
长城汽车2022年第三季度财报显示,第三季度净利润25.6亿元,同比增长80.74%;营收373.46亿元,同比增长29.36%。
天力锂能2022年第三季度财报显示,前三季度营业收入为19.39亿元,同比增长75.93%;归母净利润1.58亿元,同比增长290.34%。
燃料电池膜电极供应商“鸿基创能”完成B轮融资,规模约3亿元,投前估值约30亿元,较上一轮估值翻倍。
比亚迪元PLUS在德国的预售价为3.8万欧元(约27万人民币),汉、唐两款车型在德国的预售价为7.2万欧元(约50万人民币),售价比国内售价高出一倍。汉、唐这两款车型的价格甚至高于奔驰GLC、E级等豪华传统燃油车的价格。
面对方兴未艾的电动汽车,优劣分明的氢能源汽车,还有未来吗?
2020年,我国成为全球最大的氢气生产国,2021年氢气产量已经突破3300万吨。
截至2022年10月,我国34个省级行政区中,已有29个省、市、自治区公布了涉氢政策,氢能相关企业超3900家。各地政策之支持,或许将助力氢能源汽车成为下一个风口。