油价飙升、锂矿价飞涨!氢能源将成汽车产业下一个风口?

  • 发表于: 2022-03-30 18:07:47 来源:爱卡汽车网

最近一段时间,油价飙升让很多朋友的通勤成本大幅上升,部分正准备购车的朋友见此情景便将目光集中到使用成本更低的PHEV或纯电动车型身上。但还没等这部分朋友做出最终决定,部分车企就因为锂价飞涨,对品牌下PHEV以及纯电车型的终端售价,作出了上调几千到几万元不等的价格调整。如此一来,部分打算购车的朋友陷入了进退两难的境地:选择燃油车,意味着将要承受日后较高的用车成本;而选择新能源就像是在股票市场跟涨买入一样,无论从心理还是付出的价格,都让现阶段打算购车的朋友很不舒服。

但俗话说,人与人的悲伤并不相通,当购车的朋友们正在为选购何种车型发愁之际;股市购买了与氢能相关股票的朋友们,却早就因为国家政策利好氢能产业笑开了花。在3月23日,国家发改委、国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划(2021-2035)》。其中明确了氢的能源属性,肯定了氢能将成为未来国家能源体系的重要组成部分,确定可再生能源制氢为主要发展方向。此消息公布之后,与氢能相关的股票便应声上涨。

其实,这份《规划》可以看成2021年十四五规划中对“碳达峰,碳中和”计划的进一步实施。而汽车产业也成了落实氢能计划的首要对象,毕竟国家近些年来一直在鼓励发展新能源汽车,虽然电动汽车取得了一定发展成果,但在对电池原材料的供应上,国内电池企业仍受制于人。所以到目前为止,并没有达到国家想要实现的,摆脱能源危机这个最初目的。

那么氢能源汽车的发展现状如何,又有哪些技术路线?它的发展将会带动哪些行业发展,又会有哪些行业会因为氢能源的大力发展而衰落?我们将会详细分析。

现阶段,全球市场的氢能源汽车都处于试验阶段。早在2008年,我国中通汽车就已经生产出可在奥运村接送运动员的氢能大巴,但它的生产成本过高,并不具备量产可能性,所以它在当时只是一种技术展示。而现在的丰田Mirai,虽然已经有车辆上路参与正常运行,但它目前并没有面向消费者进行销售,只是针对部分公司售出小批车辆,用作验证车辆可靠性并积累相关技术数据。

部分朋友可能会问,既然已经拥有生产技术,那么大面积推广之后必然会摊薄生产成本,这样一来,普通消费者就能承受起它较为高昂的售价。其实生产成本只是一方面原因;还有另一方面原因在于,现阶段加氢站的布局过于稀少,而且制氢成本偏高。所以将氢能源汽车卖给普通消费者后,消费者将直接面临极为不便的使用环境,因此在现阶段,它仍不具备大面积推广条件。

而在技术路线上,氢能源汽车可分为燃料电池和氢内燃机两种类型。氢燃料电池是目前多数企业的主流发展路线,该技术路线的优势在于氢能利用率较高,目前自主品牌氢燃料电池能源利用率可达到53~55%,丰田Mirai的氢能利用率则可达到60%上下。极高的能源利用率让氢燃料电池汽车成为汽车企业偏爱的对象,但燃料电池的核心部件交换膜,却有较大技术壁垒,目前我国在该技术上并不占优势,而且交换膜因为要用到铂金这种贵重金属,所以它在大面积推广时,也会遇到一些来自成本上的压力。正因为如此,国内长城汽车正积极研发全新的交换膜以及催化技术,如果在该技术上有所突破,那么燃料电池的生产成本将大幅下降,彼时距离大面积普及氢燃料电池汽车也就不远了。

与氢燃料电池相比,氢内燃机的复杂程度相对较小,而且目前现有的发动机技术通过改造也可以移植到氢内燃机上。而对企业来说,氢内燃机的技术投入相对较小,所以国内汽车企业以及内燃机企业,也都积极研发出了各自品牌下的燃氢内燃机,只是氢内燃机的燃烧效率仍不是特别理想。目前内燃机最高燃烧效率不过43%上下,氢内燃机的燃烧效率在短时间内也很难突破这一数值,而且内燃机的工作方式决定了它的燃烧效率很难突破50%,毕竟燃料在燃烧过程中,总会有一部分能量被转化为热量损失掉。

那么,这两种不同技术路线的氢能利用方式又会对产业链产生什么影响?以氢燃料电池来说,因为这是一种全新的动力形式,所以氢燃料电池的大面积普及,意味着它将催生出一批全新的产业链。与此同时,传统内燃机产业链也将因此受到致命打击,这种打击从顶端的研发设计人员到终端的生产人员都会受到严重影响,毕竟汽车动力系统的革命,意味着此前内燃机市场将大幅缩减,这种打击对行业来说极为不利,对整个社会来说,显然也是不利因素。

如果采用内燃机形式普及氢能,那么传统内燃机相关从业人员几乎不会受到什么影响,毕竟传统发动机经过技术改进,就能实现用氢气做燃料。所以从产业链角度来看,使用内燃机形式普及氢能会更温和一些。

但站在社会发展的角度,效率更高的动力形式必然会成为我们的最终选择。所以我们认为,氢能内燃机或许会以混动形式与燃料电池并存较长时间,而最终胜出的,还将是燃料电池汽车,毕竟它目前的能源利用率已经高达60%,而现在只是它发展的初期阶段。

但无论哪种动力形式成为主流,它们都会带动从制氢到储氢的整个氢能产业链发展。

目前的制氢方式有电解水以及石油裂解,但无论使用哪种方式,都需要电能。如果继续使用火电,那么氢能并不会成为一种清洁能源,所以风能和光伏将会成为未来的重点发展对象,毕竟使用清洁能源发出的电,在制氢过程中也并不会造成太多污染。

储氢方面,传统钢制储气瓶,无论从存储压力还是储气瓶重量上都不能满足汽车使用,过低的存储压力使得它不能携带更多氢气,钢制储气瓶会出现的氢蚀现象,也会让它的安全性能大幅降低。此时,碳纤维储气瓶在储存压力以及储气瓶重量上都完美满足了车用需求,所以碳纤维储气瓶也将成为一个高速发展方向。

技术革新总会伴随某些行业兴起,但也会导致某些行业衰落,虽然大家并不愿意看到衰落的情境,但社会发展总会替换掉效率更低的行业,因为只有这样才能更好的前行。

车叔总结

无论哪种技术路线成为主流,氢能必然会成为未来的发展趋势,毕竟多种能源共同发展,才符合能源安全的根本诉求。最后,也希望国内企业能在交换膜技术以及制氢技术上有所突破,只有这样,才能够真正实现能源安全,并让新能源成为真正的清洁能源。