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更环保的氢能车,能成主流吗?

日期:2022-03-17    来源:人生一CAR

国际氢能网

2022
03/17
10:04
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关键词: 宝马集团 氢燃料电池车 加氢站

日前,宝马集团宣布,宝马X5 氢燃料电池车(BMW iX5 Hydrogen)在位于瑞典阿尔耶普卢格的宝马集团冬测中心完成了氢燃料电池车的极寒耐力测试。

宝马通过对氢燃料电池驱动系统、底盘技术和电子电气系统的整体功能性测试和验证,确保车辆能够在实现零排放的同时,还有运动性能与舒适的驾乘体验。

据悉,该车型已进入量产前的后期研发阶段,2022下半年投产小规模量产车型。

氢能比锂电池更好吗?

氢燃料电池车与纯电动汽车类似,不同之处在于车辆携带的不是蓄电池,而是氢气,利用氢气与空气中的氧气反应产生电流在驱动车辆。

氢气与氧气在燃料电池中反应产生电流,最终的排放物只有水,没有噪音及污染物。

与纯电动车一样,氢燃料电池车也具备起步快、行驶平稳安静、驾乘舒适等特点,也没有污染和噪音,机械动力结构比较简单,故障率也比较低,易于实现智能化及自动驾驶。

不同的是,氢燃料电池车的加氢过程与加油一样快,续航里程也更长。

但氢燃料电池车有一些局限性:

目前产生氢气的主要方法是电解水,过程中损失能量较大,不够经济;

加氢站建设、氢的存储和运输成本太高,且氢气易燃易爆,存在较高的安全隐患。

与油气发动机相比呢?

四冲程氢内燃机的缸内循环与天然气内燃机一样,氢内燃机与天然气发动机的零部件也基本相似,柴油发动机和氢内燃机的零部件则可部分通用。

但即便如此,氢燃料发动机与天然气和汽油发动机等其它点燃式发动机还是存在差异。

由于氢气自身的物理化学特点,氢燃料发动机空燃比控制、燃料喷射方式不同于天然气和汽油发动机。

氢气更易燃,相比汽油发动机,氢燃料发动机更容易出现早燃。

直喷是克服早燃的一种方法,通过直喷系统将氢气直接喷入气缸,在进气阀关闭后开始喷射,可以避免回火情况出现。

另一种解决方案,就是设计专门用于氢气的燃烧系统。

氮氧化物(NOx)的排放则是需要考虑的另一因素。

它是一种大气污染物,会导致空气质量变差。

因此,通常会将氢燃料发动机空燃比调整为2:1,将两倍氢气量的空气喷入气缸中,使氢气充分燃烧。

并通过排放处理系统,去除过量的氮氧化物。

氢能车小规模亮相冬奥会

因低排放、抗低温、续航长等特点,氢燃料电池汽车被称为“终极环保车”。

这让其与冬奥会结下不小的“氢”缘。

此次冬奥会中,首次提出了“平原用电,山地用氢”的解决方案。

在城市等平原地区,电力充足、路程较近,传统的纯电动汽车足以满足用车需求。

而在山地或长途场景时,续航更长、补能更便利的氢燃料电池汽车,就能很好地解决纯电动汽车的痛点问题。

据统计,北京2022年冬奥会共计投入使用816辆氢燃料电池汽车作为主运力开展示范运营服务。

这是迄今为止在重大国际赛事中投入规模最大的。

但想要获得大规模普及,实现与纯电动汽车的“并驾齐驱”却并非易事。

目前氢能发展仍然面临制氢、储氢、用氢各环节的高昂成本,以及产业链上游核心部件电堆的铂金依赖。

能源结构也是目前氢能发展面临的主要问题之一。

氢能在中国能源结构中占比约为10%,算得上是“贵族能源”,需要思考如何把它变成大众能源。

此外,相比充电站,加氢站建设成本更高,制约因素更多,这也成为氢燃料电池汽车大规模普及的一大障碍。

政策已出台,车企扎堆布局

近年来,在利好政策持续助力和“双碳”目标推动之下,氢能产业迎来风口。

2021年3月,氢能正式被纳入“十四五”规划纲要草案。

2021年12月,财政部等五部门发布《关于启动新一批燃料电池汽车示范应用工作的通知》,河北、河南两个城市群正式获批,加上此前首批公布的京津冀、上海和广东城市群,2022年将有多个城市开展以燃料电池商用车为主体的多元场景商业化示范。

据统计,目前,全国有30个省份、150多个城市在其“十四五”规划中提及氢能发展,有50多个城市出台了地方氢能产业发展专项规划。

根据规划目标,到2025年全国将建成加氢站超过1000座,推广氢燃料车超过54000辆。

据《中国氢能产业发展报告2020》测算,中国氢燃料电池汽车保有量将由2020年的7352辆增长至2025年的10万辆,至2025年氢燃料电池汽车市场规模有望达到800亿元。

面对前景无限的氢能市场,众多车企也抢抓机遇进行布局。

目前,广汽、上汽、长安、红旗等乘用车车企相继发布了自家的氢燃料电池汽车,如广汽传祺Aion LX Fuel Cell、上汽MAXUS EUNIQ 7、长安CS75 FCV、红旗H5 FCVE等;

宇通客车、中通客车、北汽福田、吉利商用车、长城未势新能源等客卡车车企也都陆续开发出了氢燃料电池客车和卡车。

各车企纷纷入局氢能源赛道,加大投入推进氢燃料电池汽车研发和产品的商业化,针对氢燃料电池发动机大功率、长寿命、高可靠性、超低温的环境适应性等关键核心技术问题进行攻关。

“今后5年,政府的支持和引导非常重要,尤其在产业链的聚合、应用场景的规划等方面。但地方政府也要因地制宜、量力而行、放长线钓大鱼,如果急功近利将欲速不达,最后就是一地鸡毛。”

中国科学院院士欧阳明高曾表示,氢燃料电池汽车的关键期是未来5年。

尽管氢能源燃料电池的应用还存在着许多障碍,但相信在国家政策的精准指引下,通过国产车企共同不懈地努力,中国的氢能源汽车事业一定会走出一条光明大道。

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