誰會(huì)是終極能源形式 美國加氫站體驗(yàn)

關(guān)于氫能源汽車的基礎(chǔ)知識(shí)

氫是一種非常有趣的元素。16世紀(jì)（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策），一位瑞典醫(yī)生發(fā)現(xiàn)，將廢鐵扔進(jìn)硫酸中會(huì)產(chǎn)生氣泡，氣泡像旋風(fēng)/但作為醫(yī)生，他并不在乎這樣一個(gè)偶然的發(fā)現(xiàn)。一個(gè)世紀(jì)（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策）后，另一位醫(yī)生偶然發(fā)現(xiàn)了氫氣，但根據(jù)當(dāng)時(shí)的技術(shù)，他只把氫氣定義為某種“空氣體”。直到18世紀(jì)末，氫終于被重視，人們可以收集、利用，甚至可以定義為“水之母”。

后期，人們根據(jù)氫氣的特性逐漸應(yīng)用氫氣。可燃性應(yīng)用于天然氣領(lǐng)域，抗氧化性應(yīng)用于醫(yī)療行業(yè)。最后，它的高能特性也進(jìn)入了燃料領(lǐng)域，幫助火箭和汽車進(jìn)行技術(shù)革命。如今，日本和韓國公司在氫燃料技術(shù)方面邁出了一大步。在海外一些地區(qū)，氫燃料電池汽車隨處可見。

與純電動(dòng)汽車不同的是，即使在汽車行業(yè)得到了深入的應(yīng)用，氫氣本身在安全性方面仍然受到很多人的抵觸。此外，作為燃料很難儲(chǔ)存和運(yùn)輸，建設(shè)氫加氣站的成本也很難壓縮。這些都是目前人們看待氫能汽車技術(shù)本能的出發(fā)點(diǎn)。因此，借一次海外活動(dòng)的機(jī)會(huì)，我在美國加州租了一輛豐田Mirai（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策）未來組合氫能源車。在這個(gè)已經(jīng)交付了4000多臺(tái)的地區(qū)，我能當(dāng)場(chǎng)感受到“氫”和“電”。誰是終極能量形態(tài)？

●氫能汽車的基本知識(shí)

作為新能源汽車的一種，氫能最大的優(yōu)勢(shì)就是可以和燃油車的體驗(yàn)實(shí)現(xiàn)“無感切換”，加氫三分鐘就能續(xù)航500公里，和加油的體驗(yàn)沒有區(qū)別。與純電動(dòng)汽車相比，氫能由于在供給效率上遙遙領(lǐng)先，被很多車企認(rèn)為是最終的汽車能源形式。但整個(gè)技術(shù)的速度遠(yuǎn)比純電動(dòng)汽車慢，最基本的障礙就是車輛和基礎(chǔ)設(shè)施的開發(fā)成本是一道硬門檻。

直接充電和加氫后轉(zhuǎn)化為電能，兩者最終都是通過電驅(qū)動(dòng)車輛。因此，很多人會(huì)認(rèn)為“加氫”是不必要的，承擔(dān)著額外的安全風(fēng)險(xiǎn)和彎路。但這條彎路恰恰可以改變電動(dòng)汽車最大的弱點(diǎn):續(xù)航效率。

為了提高效率，發(fā)展氫能汽車是“費(fèi)錢”的。氫加氣站的建設(shè)和運(yùn)營成本也遠(yuǎn)高于充電樁。數(shù)據(jù)顯示，單個(gè)氫加氣站的成本比單個(gè)大功率超級(jí)充電樁高4-6倍，后期會(huì)根據(jù)運(yùn)營模式的不同而不斷增加。從2021年開始，日本就嘗試在加油站里嵌套氫加氣站。目前，加州的民用氫加氣站也與加油站進(jìn)行了整合。

加氫站技術(shù)指標(biāo)與充電樁功率相近，但標(biāo)準(zhǔn)也不同。目前全球主要的氫加氣站有35MPa和70MPa兩種壓力標(biāo)準(zhǔn)，也對(duì)應(yīng)著氫能汽車上儲(chǔ)氫罐的壓力標(biāo)準(zhǔn)，可以簡單理解為后者燃料密度更高，對(duì)提高車輛續(xù)航能力有很大幫助。與35MPa相比，70MPa可增加約60%的儲(chǔ)氫量，但氫氣罐上增加的材料成本和換氫站的能耗將增加一倍以上。

為了達(dá)到氫能汽車500公里以上的行駛里程，由于車身空之間的限制，氫罐只能使用70MPa氫燃料系統(tǒng)。目前，日系車企擁有高性能碳纖維材料、70MPa級(jí)壓力瓶口閥、減壓器等關(guān)鍵零部件技術(shù)，已成為優(yōu)勢(shì)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)之一。此外，日系車企也有直接獲得液氫蒸發(fā)等70MPa高壓標(biāo)準(zhǔn)的方案，在氫加氣站的氫氣儲(chǔ)運(yùn)方面也有優(yōu)勢(shì)。目前日系品牌正在結(jié)合這些自有技術(shù)在加州成立氫加氣站聯(lián)盟，希望進(jìn)一步推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化的制定。

Truezero目前在加州有30多個(gè)氫加氣站，基本可以滿足城市通勤燃料供應(yīng)需求，當(dāng)?shù)卣谫徺I補(bǔ)貼和準(zhǔn)入特權(quán)等方面給予氫燃料汽車優(yōu)惠待遇，在推廣氫燃料汽車方面甚至在一定程度上超過了日本。因此，當(dāng)?shù)孛癖妼?duì)氫能汽車的接受程度也可以說明這種新能源形式是否適合當(dāng)前的汽車市場(chǎng)。

與用車相關(guān)的體驗(yàn)無非是集中在幾個(gè)方面，比如可以支持的能源供應(yīng)效率、價(jià)格、出行半徑。相比電池續(xù)航供給費(fèi)時(shí)費(fèi)力的純電動(dòng)汽車，三分鐘就能達(dá)到500公里的氫能汽車真的能從根源上解決用戶的痛點(diǎn)嗎？請(qǐng)繼續(xù)往下看。

加州，氫能源汽車的第二故鄉(xiāng)

●加州，氫能汽車的第二故鄉(xiāng)。

豐田Mirai未來組合氫能源電瓶車于2021年進(jìn)入市場(chǎng)，加州成為豐田繼日本之后大力推廣的第二個(gè)地區(qū)。截至2021年6月，豐田Mirai未來組合在美國的銷量已超過4500輛。雖然這個(gè)數(shù)字遠(yuǎn)不及特斯拉、通用、日產(chǎn)的純電動(dòng)車在當(dāng)?shù)兀诮稚弦灿幸欢ǖ闹取?/p>

此外，該品牌還與政府聯(lián)手，給予消費(fèi)者足夠的購車優(yōu)惠措施。目前美國豐田Mirai未來組合的自行車價(jià)格在40萬人民幣左右，對(duì)于美國汽車市場(chǎng)來說絕對(duì)不低。但為了引導(dǎo)消費(fèi)，豐田會(huì)在用戶購車時(shí)贈(zèng)送一張免費(fèi)的氫化儲(chǔ)值卡，金額足以支持車輛充電1000次以上，約等于車輛可以免費(fèi)氫化使用一輩子，對(duì)于市區(qū)面積巨大的加州地區(qū)來說，這一點(diǎn)非常明顯，對(duì)消費(fèi)者的誘惑依然明顯。

同時(shí)，本土氫能汽車也有出行特權(quán)，比如可以無條件在快車道上行駛。對(duì)于洛杉磯等擁堵系數(shù)不低于中國一線城市的加州城市來說，這種便利足以吸引買家。

當(dāng)某一類型的新能源汽車在一個(gè)地區(qū)廣泛推廣時(shí)，基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)是不可避免的。就像中國大力推廣純電動(dòng)汽車一樣，充電樁網(wǎng)絡(luò)在基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)量上也在全球遙遙領(lǐng)先。因此，為了更好地推廣氫能汽車，加州一直在增加氫加氣站的覆蓋范圍。

日系品牌將現(xiàn)有的氫加氣站技術(shù)帶到了美國市場(chǎng)，對(duì)于加快當(dāng)?shù)鼗A(chǔ)設(shè)施建設(shè)也有很大幫助。據(jù)海外氫能數(shù)據(jù)機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，截至2021年底，全球氫加氣站數(shù)量已達(dá)369座。日本、德國和美國排名前三，中國排名第四。在這些氫加氣站中，日本和美國的民用汽車氫加氣站建設(shè)實(shí)力最高，而德國和中國的氫加氣站目前主要服務(wù)于商用車或運(yùn)輸車輛。

在此行之前，我對(duì)加州氫加氣站的具體分布有了初步了解。首先，氫加氣站的建設(shè)仍主要集中在南加州，以舊金山和洛杉磯為主要示范點(diǎn)。同時(shí)，遺址主要分布在市區(qū)。一旦出市區(qū)，開始以個(gè)位數(shù)計(jì)算數(shù)量，覆蓋密度從市區(qū)每30公里一個(gè)下降到300公里一個(gè)。

所以拿到豐田Mirai未來組合后，我設(shè)計(jì)了一條市區(qū)到市區(qū)外的返程路線，試圖找出目前氫能汽車能達(dá)到的最大行駛半徑有多遠(yuǎn)。以租來的豐田Mirai未來組合為例。官方數(shù)據(jù)顯示，一次加氫可以達(dá)到500公里的續(xù)航里程，但這只是官方數(shù)據(jù)，屬于車輛在最理想的環(huán)境條件下所能達(dá)到的最高續(xù)航里程。所以，如果開著Mirai未來組合進(jìn)行中長途出行，按照現(xiàn)有的氫加氣站覆蓋密度，還是很難跨市出行。

在這里，讓我們關(guān)注一下氫能汽車的電池壽命。目前，豐田Mirai未來組合、本田CLARITY（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策）、現(xiàn)代NEXO（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策）單次加氫即可實(shí)現(xiàn)400公里以上的續(xù)航里程。但是100%加氫后的續(xù)航里程每次都不一樣，高度差可以接近150公里，因?yàn)檐囕v本身搭載的氫氣罐和氫氣加氣站受到溫度、壓力等外界因素的影響，所以租了這輛Mirai未來組合，三次加氫后總續(xù)航里程不一樣，但純電動(dòng)車就不是這樣了。

因?yàn)槔m(xù)航誤差大，一旦出城，覆蓋率低的氫加氣站基本上讓目前的氫能汽車放棄了中長途出行的可能。以豐田Mirai未來組合為例，對(duì)氫加氣站的依賴導(dǎo)致城外氫加氣站密度必須控制在200公里左右。在這一點(diǎn)上，恰恰相反，建設(shè)速度更快、成本更低的充電樁設(shè)施更有優(yōu)勢(shì)。畢竟，擁有本地供應(yīng)是最關(guān)鍵的。

●實(shí)際體驗(yàn):排隊(duì)，失敗率

在這次體驗(yàn)中，我也發(fā)現(xiàn)了其他意想不到的問題，那就是排隊(duì)現(xiàn)象和失敗率遠(yuǎn)高于預(yù)期。目前，加油站內(nèi)只埋有一根加氫樁。如果是在居民區(qū)或集中商業(yè)區(qū)，加氫排隊(duì)現(xiàn)象明顯，排隊(duì)的原因也可能是區(qū)內(nèi)其他加氫站出現(xiàn)異常，導(dǎo)致人們?cè)谀硞€(gè)加氫站扎堆補(bǔ)貨。

相比充電樁的建設(shè)，除了成本遠(yuǎn)超，氫加氣站的建設(shè)速度、安全性、日常燃料供應(yīng)都是問題。所以在現(xiàn)有的幾千輛的前提下，幾十個(gè)氫站可能會(huì)暫時(shí)滿足，但是一旦車輛數(shù)量增加，氫站的匹配率在現(xiàn)有的問題下肯定會(huì)進(jìn)一步出現(xiàn)。

城外密度低，安全、供應(yīng)、故障等問題都得在城內(nèi)解決。按照加州目前的情況，即使有好的政府和品牌措施引導(dǎo)，氫能源汽車也只能定位在限制市內(nèi)通勤的產(chǎn)品上。加氫效率確實(shí)解決了一定的時(shí)間成本，但在其他方面，與技術(shù)難度較低的充電樁相比，經(jīng)驗(yàn)上不一定有很大差距。

摘要

參觀結(jié)束后，突然懷念起去年在加州開Model 3（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策）一千多公里的經(jīng)歷。和中國一樣，美國在充電樁基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面也達(dá)到了非常高的覆蓋密度。以特斯拉超級(jí)充電樁為例，其建設(shè)密度可滿足市內(nèi)每10公里、市外每50公里的覆蓋，單個(gè)充電點(diǎn)的樁數(shù)在10個(gè)以上。在基數(shù)的問題上，氫加氣站目前是不可能實(shí)現(xiàn)的。盡管如此，充滿這句話總比沒有充滿好。

而“氫”會(huì)比純電動(dòng)汽車更接近終極能源形態(tài)嗎？我覺得目前答案真的不確定。從全球市場(chǎng)來看，目前氫能汽車的基數(shù)太小，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈還處于孵化階段，示范基礎(chǔ)設(shè)施配套速度還不能完全解決人們的續(xù)航焦慮問題。相反，純電動(dòng)汽車在能源供應(yīng)方面進(jìn)步迅速，更高效的電池和充電技術(shù)不斷突破。面對(duì)氫能開發(fā)的高成本，現(xiàn)階段車企仍會(huì)偏好風(fēng)險(xiǎn)較低的純電動(dòng)汽車。