誰會(huì)是終極能源形式 美國(guó)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(guó)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(guó)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(yíng)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(yíng)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(jiǎn)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?gòu)買補(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(guó)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(gòu)車優(yōu)惠措施。目前美國(guó)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(guó)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(gòu)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(guó)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(guó)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(guó)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(guó)和美國(guó)排名前三，中國(guó)排名第四。在這些氫加氣站中，日本和美國(guó)的民用汽車氫加氣站建設(shè)實(shí)力最高，而德國(guó)和中國(guó)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(zhǎng)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(zhǎng)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(guó)一樣，美國(guó)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。