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冬奥会能带火氢燃料电池汽车吗?

汽车 pcauto    2022-02-06 11:48

【太平洋汽车网 行业频道】2月4日,2022北京冬奥会开幕式再次惊艳了世界。雪花状的主火炬也成为全场最让人瞩目又意想不到的惊喜,除了主火炬,本届冬奥会圣火传递的一大看点是奥运火炬在奥运史上首次采用了氢作为燃料。这一方式也响应了我国2022北京冬奥会全面实现碳中和的理念。除了奥运圣火,新能源汽车也成为了冬奥会场馆间靓丽的风景,而其中还活跃着近千辆氢燃料电池汽车。

长期以来,我国都将纯电动作为新能源汽车推广主要方向,但作为化石燃料替代清洁方案的另一个重要方向的氢能源汽车在我国也没有被束之高阁,从政策推广到车企技术研发方面都一直在进行,并且已经在多地试进行了长期的试运营。2022冬奥会上再次大规模应用氢燃料电池汽车也成为我国对氢能源汽车大力支持的又一标志性事件。

氢燃料汽车助力冬奥会

在奥运会期间,作为奥林匹克及残奥会全球合作伙伴的丰田共向组委会提供了2205辆丰田产品,其中包括了140台丰田第二代MIRAI氢燃料电池乘用车,以及107台柯斯达燃料电池动力总成车型。此外,北汽福田欧提供了497辆辉氢燃料客车服务保障北京冬奥会。此外,宇通客车、中通客车、吉利商用车等车企也提供了氢燃料电池客车供冬奥会使用。

据北京冬奥组委发布的《北京冬奥会低碳管理报告(赛前)》指出,除了全部场馆将实现100%绿色电力供应,北京冬奥会赛时交通服务用车中清洁能源车辆(非传统能源)在小客车中占比100%,在全部车辆中占比84.9%。其中,氢燃料车共有816辆,占比接近20%。而在此之前,张家口的氢能源车已经平稳运行超过三年,累计运行里程已超过2100万公里,载客量超过6500万人次。

2022北京冬奥会示范运行八百余辆氢能源汽车,配备30多个加氢站,是全球最大的一次燃料电池汽车示范。相比纯电动汽车,氢能源汽车补充燃料的过程与加油类似,无需长时间的等待。同时在续航、运力达到一定阈值后,储氢罐会比电池更小更轻,在长续航、大运力商用车,以及部分公共交通方面会表现出更为明显的优势。因此商用车是氢燃料电池汽车应用的首选场景,有专家认为北京冬奥会或有望成为氢能在国内加速落地的“分水岭”。

自北京冬奥会申办成功以来,氢能在国内经历了快速的发展。早在2017年,上汽大通MAXUS就在广州车展上正式推出了氢燃料电池汽车FCV80。国家能源集团、长城汽车、潍柴等更是成功成为了国际氢能委员的指导委员。2020上海车展期间,长城汽车展示了其氢燃料技术的最新成果长城氢柠技术;红旗带来了不同寻常的e·H₂ Engine氢内燃机;上汽大通MAXUS也带来了全新氢燃料电池汽车EUNIQ 7车型。此外,广汽、北汽福田、潍柴等中国品牌在氢能汽车上也颇有建树。

不仅自主品牌,国际氢燃料电池巨头也纷纷在国内开启了布局。2019年4月,丰田与北汽福田、北京亿华通公司在氢能客车领域展开合作,本届冬奥会上,北汽福田投入了数百辆搭载了丰田氢燃料电池系统的车辆为冬奥会提供保障。到2020年,丰田在四川一汽丰田布局了一条FCEV氢燃料电池汽车生产线,由四川一汽丰田参与研发,基于国内在售的柯斯达打造的FCEV柯斯达于2021上海车展上正式亮相,并为2022北京冬奥会提供保障服务。

2021年3月,现代汽车集团全球首个海外氢燃料电池系统生产和销售基地“HTWO广州”动工,这是以现代汽车氢燃料电池专属品牌“HTWO”命名的首座工厂。HTWO广州将占地20.7万平方米,是中国首家大型氢燃料电池系统生产专用工厂。按照现代规划,新工厂预计2022年下半年正式竣工,预计到2030年总投资将达到85亿元人民币。而现代旗下的氢燃料电池汽车NEXO前不久也正式发布了中国版,并将在不久后进入中国市场。

据悉,北京冬奥会示范运营30多个加氢站中,由中石化负责的北京庆园街加氢站、北京王泉营加氢站、北京燕化兴隆油氢合建站、河北崇礼西湾子加氢站已在2021年9月初投入运营,在冬奥会正式开幕前夕已向北京及周边市场供应高纯氢超260吨。中国石油也为北京冬奥会建成投用河北太子城加氢站、北京福田加氢站、北京金龙综合能源服务站和河北崇礼北油氢合建站4座加氢站,冬奥期间日供氢能力将达到5500kg。

目前,加氢站提供的氢气主要是从含氢工业副产气中分离提纯出来。不过,1月28日能源巨头壳牌石油宣布,世界上最大的电解水制氢装置之一已经开始在河北省张家口运营。该项目将在2022年2月4日开幕的冬季奥运会期间为张家口赛区的氢燃料电池汽车提供约50%的绿氢供应。

氢燃料电池汽车是未来?

当然,作为元素周期表开头的第一个元素,氢原子小而轻的特点也给他的储存和运输带来了难度。普通的容器很难完全限制氢气,尤其是加压甚至液化状态的氢气,其很容易穿过难以察觉的空隙,甚至直接穿过容器的分子间隙缓慢渗漏。在高温、高压下,氢气甚至可以穿过很厚的钢板,因而储氢罐对工艺的要求很高。而大规模工业化制备氢气目前也还没能得到很好的解决,这些都给氢能源汽车的发展带来了阻碍。

有难度就有人挑战,包括丰田、本田、现代、通用、宝马、奔驰等国际巨头都曾在氢能汽车上发力,不过在纯电动汽车不断加速发展的当下,并不是所有企业都还在坚持。去年,通用集团就宣布暂停氢燃料电池的开发,转向全面电动化的发展路线。而已经在氢燃料电池汽车领域积累起雄厚基础的现代、丰田等企业目前仍然在持续发力。同时自主品牌在近些年也在氢能源汽车上取得了一定的成绩,长城、一汽、广汽等也在氢能源汽车上开始了布局,而上汽大通已经推出了量产版本的氢燃料电池汽车。

不止企业在氢能源领域持续发力,我国在大力发展电动汽车的同时,并没有放弃对氢能源汽车的支持。在最新的《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》中,氢能源汽车也被多次提及。而2022北京冬奥会上大量应用的氢燃料电池汽车,再次给氢燃料电池汽车在国内的发展注入了一剂强心针。

不过,从“碳中和”的视角来看,目前将氢气分为灰氢、蓝氢和绿氢,其中以化石能源为原料,通过蒸汽甲烷重整或自热重整等方法制造的氢气称为灰氢;在甲烷蒸汽重整与自热重整制氢过程中增加碳捕捉和贮存环节(CCS),这样制出的氢气被称为蓝氢。蓝氢碳排放量较低,但无法消除所有碳排;绿氢是指通过可再生能源发电,利用电解水技术制备的氢气,可以实现真正的零排放。

目前为止,绿氢的大过制备尚不成熟,工业制氢仍然以灰氢及蓝氢为主,在氢气的制备中尚无法实现真正的零排放。对于碳中和,人类要做是减少化石燃料的开采和利用,减少被地球数亿年来以固态封存在地下的碳释放到大气中,通过化石燃料制备的灰氢和蓝氢可以减少不可控的碳排放,但仍然有化石燃料中的碳通过部分途径进入了大气。当然相比直接燃烧化石燃料,氢能的利用仍然有客观的前景。目前仅我国每年没有充分使用的工业副产氢能就有1000万吨,足够供给百万台级“氢汽车”。

但是,从氢的制备到运输再到加氢站网络的建设,是一套完全不同于以往的全新体系,推广难度相较可以直接利用现有电网建设的充电桩更为巨大。对于消费者日常使用的乘用车,在加氢站足够啤机之前,即便加氢动作与加油不相上下,但里程焦虑或许不亚于需要长时间充电的纯电动车型。只是对于需要长续航、大运力的商用车,氢燃料电池汽车动力系统相较纯电动车型所需的巨型电池能呈现出明显的优势,而氢燃料电池汽车或许能够和纯电动汽车作为互补,在未来汽车市场上焕发生机。(文:太平洋汽车网 郭睿)

 

责任编辑: 3976DBC

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