纯电续航低 / 插电效率差？未来要取代燃油车得靠这些车！ ...

子非魚_ · 发表于 2023-3-19 00:17:30

现在新能源车很火，这句话被无数人说过无数次了，无数的参考资料数据都可以证明这一点。大家也都知道，现在不管是国内还是全球，新能源车市场的主角都是混动和纯电两种。不过吧，这两种车都不完美，都没法真正意义上替代燃油车。
道理很简单，混动车存在各种各样的能效问题，实际上也并不是那么省钱，并非那么 " 新能源 "，而更像是燃油车的某种优化产物。纯电车不用烧油，但续航问题至今无解（未来短期内也没有彻底解决的可能）。这也就是为什么新能源车发展到现在，整个新车市场的大盘还是燃油车的原因。

真的没有一种技术能彻底替代燃油车吗？没有一种新能源车，能当得起 " 新能源 " 这三个大字吗？这种被誉为 " 新能源车的终极形态 " 的技术，名为氢燃料电池。在今天的这篇长文中，我们打算好好跟大家聊聊，氢能车这种在热核聚变技术乃至冷核聚变商用化之前，很可能是人类汽车工业下一阶段形态的，真正革命性的技术。

首先值得指出的是，氢燃料电池车（下称氢能车）在分类上属于纯电动车，因为它的驱动方式，和现在的电池型纯电动车是没有区别的，都是只依靠电机驱动车轮，也有一块电池用于存储电能，没有任何其他动力形式的参与。

这种技术的原理是这样的：存储在车辆液态氢罐内的液态氢在气化后进入氧电解装置，通过电解发电，并存储到电池或直接供应给电机。（早期技术需要先存储到电池，现在可以直接供应给电机驱动车辆，不需要电池作为中转）在这个电解装置内，氢和空气中的氧结合生成水，并通过车尾部的 " 排水管 " 排出车外。
氢能车之所以被称为终极新能源车的原因在于，氢这种东西在自然界中无处不在，属于可再生能源，而车辆排放到外界的产物是纯水，也是一种干净的可再生物。氢能车完全就是 " 干净 " 的，不存在电池纯电车的化学污染，更不存在混动车的燃油机大气污染。

而且落实到使用中，氢能车的燃料加注速度非常快，和燃油车基本一致，两三分钟就能把储氢罐（可以理解为燃油车的油箱）加满，加满一次续航能有个 7-800 公里。而且考虑到现在的氢能车不太依赖锂电池储能，乃至可以完全抛弃锂电池，所以氢能车的续航数据是真实的，没有水分。不过当前受限于技术，氢能车的实际燃料加注速度其实并不快，远没达到燃油车加油的水准。

非常环保，续航长补能快，这是氢能车最大的优点。但现阶段这种技术在实际应用中存在的缺点和问题也非常非常多。首先就是氢能车在日常使用中 " 续航长 " 这一点。前面我们提到氢能车的续航没有水分，但实际上是存在某种意义上的 " 水分 " 的。这种水分来自于一个名词：加氢压力差。

氢能车是通过在加氢站，用特制的液态氢加注装置把液态氢直接加注到车子内部的储氢罐中，液态氢的气化点是零下 252 度，这就意味着如果需要保证氢在制备、运输、存储和加注这整个过程都必须保持液态状态，也就是保持接近绝对零度（零下 273 度）的超低温，就必须在上述整个环节，给储氢装置施加非常大的压力，从而保证氢能处在液态状态。这里会产生一个非常严重的问题：加氢压力不足。在氢加注枪和车辆的加注口之间是必然存在能漏气的点的，即便氢在制备到存储的整个过程中都能保证相对较小的气化率，在从加氢站加注到车辆时，也一定会产生相对大的氢气化率（即泄漏量）。这就导致了加氢站显示的氢加注量，和车辆实际加注的氢存在差异，这个就是加氢压力差。

加氢压力差会直接影响车辆储氢罐里液态氢的浓度，这话的意思是说，在理想状态下一台车加满会有 800 公里续航，但实际加氢后，真正可用续航必定少于 800 公里这个理论值，但具体少多少，这个根本没有公式可计算，也没有人能准确判断出来，因为根本无从判断，一次加氢到底会有多少液态氢气化跑掉。理论 800 续航的车，第一次加氢实际只有 600 续航，下一次加满，又能有 770 续航，这是完全有可能发生的。所以，氢能车的续航，实际上是不稳定，而且不可控的。

上面只是说了车辆本身的优劣性，但阻碍氢能快速商用化的主要因素，其实还是在最基础的地方上。首先，正如上面多次提及的，氢能车的能量源是液态氢，这是一种气化点接近绝对零度的，有很大保存难度的东西。但这还不是问题的全部，现在对于我国而言，制备氢就是一个很大的难题。

以目前人类的化学水平看，氢没有很高效率的制备方式，只能通过电解水的方式制备，无论是初中物理课上的氢制备实验，还是大规模的，以百万吨级论的工业化制氢，都只有这个办法。所以要大规模制备氢，首先就需要投资建设超大规模的电解设备，这些设备需要天量的电能，而我国目前的发电结构主要还是依靠火力和天然气。也就意味着在如今的发电结构下，如果想要大规模制备氢，还需要大幅度增加火力发电厂的数量和发电量，换句话说，要烧更多的煤炭，产生比现在更多的燃煤发电污染。所以其实和现在的电池型纯电车一样，根据我国目前的能源结构和发电结构，氢能车一样会产生转移污染，而且这个量非常大。

而至于天然气制氢，尽管天然气属于清洁能源，但这里有个问题，我国属于天然气进口大国，并非天然气出口国，我国每年都需要向俄罗斯等国家进口大量天然气，以满足国内的各种需求。这就意味着天然气对于我国而言不属于富余型能源。在如今天然气需求已经如此迫切的当下，此举（进口更多天然气用于氢制备）并不明智，目前国家也确实没有这么做。

当然，我国也可以完全用清洁能源发电（太阳能，风力等）的方式来给氢制备提供能源，但实话说，我国目前不仅清洁能源发电覆盖率还不足，发电量相对还不高，哪怕是有足够的清洁能源发电厂，我国也还有太多需要能源的地方了，能源缺口还很大。我们属于能源进口国，还远没到能源出口国的阶段。

所以至少在我国，目前单单是制备氢这块产生的转移污染，和清洁能源发电量不足的问题，就已经严重制约了氢能的发展。这也是为什么目前全球范围内，氢能发展得好的，基本全都是岛国（日本韩国、冰岛、挪威等），或者处于强海洋季风带的非大陆型国家的原因，因为它们本身就依赖清洁能源发电，而且它们国家也有这个先天优势，不存在大陆型国家的上述转移污染问题。

而至于氢制备出来之后的高压液化和集中存储、运输、加氢站的铺设等问题，这些对于基建能力很弱的岛国，或者像美国欧洲这种早已经工业空心化的国家来说是个大问题，但对于我国这种全球知名的 " 基建狂魔 " 来说，这倒还不算什么大难题，只要国家的支持到位，这些全都不是问题。

而实际上，目前我国对于氢能车的政策支持力度是非常大的，请看下图：

这是目前一些关于氢能车的政策支持文件，实际上不只是最近几年，早在 2015 年的超重磅文件《2025 中国制造》中，就已经明确提到要给包括氢能源在内的新能源提供支持。这等于是早在近 10 年前，国家对于氢能源就已经非常看重了。
而从近年来的各种文件精神看，国家明显把氢能源看得比之前更重要了。目前，包括深圳、广州等一线城市，都已经大规模开展了氢能源车，氢能源相关基础设施的建设和技术开发，所以国家对氢能的态度是很明确的。部分能源业界人士所认为的，氢能车就是 " 下一个 10 年的纯电动车 "，观点也是正确的。

实际上国家近年来大力推动氢能的落地是有原因的。首当其冲的就是电网压力。大家应该还记得去年川渝地区爆发过的大规模停电吧？究其原因就是电网压力过大导致。目前我国的整体电网压力是很大的，电网的铺设和技术更新速度，已经远远赶不上纯电动车和插混车爆发式增长带来的海量的用电需求压力了。
全国范围内的电网压力长期处于高位会引发很多问题，这不只是影响到国计民生，甚至还会影响到国家的整体安全。所以早在 2017-2019 年，国家电网的多份公开报告中就明确提到，未来 10-20 年伴随着新能源车的持续性爆发性增长，全国电网压力会受到挑战，必须改变这种现象。

所以氢能车的加速推广是有很大的紧迫性的。但考虑到上文提到的能源结构等问题，目前从整个氢能车市场的现状看，氢能车目前在我国，还是属于商用车替代阶段。所谓商用车替代，意思就是用氢能车去替代原来的燃油商用车。从 2021 年开始，如果你翻看各种关于氢能源车的新闻的话一定会发现，现在在氢能车的具体商业化上动作最快的不是我们常见的乘用车车企，而是以乘龙汽车、宇通、南京金龙、解放商用车等商用车企。

具体来说，这些氢能半挂车、大客车、泥头车等商用车辆，一方面它们实际上是燃油车污染的绝对大头，另一方面，它们可以很方便地进行统一管理。可以通过建立集中式加氢站，实现集中式加氢的方式，很好地解决这类大型车辆的燃料加注问题。其次，即便考虑到上文提到的加氢损失问题，这些车因为储氢罐足够大足够多，一点点氢的损失对于这些车来说无关紧要（对家用车影响却很大）。
其次，一些特种车辆目前也已经开始大规模上马氢能源，例如矿山车辆、各种需要在特殊环境工作的民用车辆和非民用车辆，这些都是未来一段时间内，国家推进氢能车落地的主要目标对象。

总的来说，现在氢能车在国内的布局和发展，其实非常类似于 2004-2006 年的纯电动车。当时的纯电动车也存在着没有快充技术、充电桩极少、电池技术严重落后等一大堆问题，国家为了推广纯电动车和锂电池技术的发展，也是先从商用车和特殊用途车辆上下功夫。所以从现在氢能车的布局来看，我们基本上可以给出结论：氢燃料电池车，就是下一个 10 年国家力推的新能源车形态，它，就是未来汽车行业的必然。

尽管现阶段对于家用车这个市场来说，氢能车还有点遥远，但这正如 2006 年的人们怎么也不会想到，在十几年后的现在，以电机为驱动形式的车会如此火红。作为媒体，我们热切地盼望着氢能源车完全登上家用车舞台的那一天，因为就像我们文章开始说的那样：在核聚变这种无限能源技术商用化之前，氢能车，很可能就是汽车的终极形态了。

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