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電動車遭遇第一次能源危機,終極答案還是氫?

2022-08-22
來源:OFweek

  無論是儲能快充,還是氫能源,都是新能源汽車發展過程中,對于緩解或者根除補能焦慮的嘗試和探索。
  續航焦慮一直是限制以電動車為主的新能源車發展的重要因素之一。作為絕大多數從燃油時代走過來的汽車消費群體,無論電驅帶來怎樣顛覆性的駕駛感,他們都會習慣性的在補能環節將充電與加油掛鉤。這個其實也無可厚非,汽車極強的工具屬性,決定了消費需求對它的重要性。好在,作為電動車補能的重要場景之一,充電樁或者說超級充電樁的充電功率得以迅速提升。伴隨800V電壓平臺的逐漸鋪開,充電10分鐘續航數百公里的接近燃油車補能的效率,或有望成為常態。
  但即使如此,這也僅僅是解決了狹義的充電焦慮問題,又或者形容為續航焦慮1.0版本。還是把充電樁類比為水龍頭,那么水龍頭本身也是并不產出水的。那么,如果水龍頭本身放不出水來的時候,該怎么辦呢?這或許就是更深一層的續航焦慮問題,也可以算是續航焦慮2.0版本吧。
  電到底能不能存起來?
  不過,雖然把充電樁類比為水龍頭,但其實電與水在這里有著一個核心區別,電能是無法像水那樣被直接儲存的。中學物理第一次說到這個概念的時候,我也懵了。心里盤算著,那平時用的充電電池算什么?這恰好解釋了第二個問題,電能雖然不能直接儲存,但可以通過轉化為其它形式,從而間接的儲存下來。這便給了電動車補能場景一個新的思考,即建設儲能站。
  通過儲能站,將用電負荷低谷時期的電能給轉化儲存起來。然后在高負荷時期,供應給站內的充電樁,用于滿足日常補能需求。這一運行邏輯閉環看起來無懈可擊,但接下來一個問題便是,怎么儲能呢?
  比較常見的將電能轉化儲存的方式,有轉化為機械能、化學能、靜電能以及磁能,但它們也各有各的局限性。首先轉化為機械能最具有代表性的,就是將富余的電能轉化為抽水的機械能,然后將低地勢的水抽至高地勢蓄起來,待用電高峰時,通過水位落差帶動發電。但想也知道,這套儲能方案對場地限制太大了,只適合少數條件允許的發電側或輸電側。因此,我國也大力發展壓縮空氣儲能技術,雖然轉化邏輯沒變,但是替代了水這種媒介之后,整套儲能方式的適應性,以及成本等等,都更有優勢。
  而靜電能的儲能形式,我們比較熟悉的就是電容器。正是因為熟悉,所以現在的超級電容雖然能夠做到充放電速度快、密度大、壽命長等特點,但它的儲能容量實在太小,只適合在具體產品中,扮演高速過渡的角色。至于磁能儲能就更局限了,其成本過于高昂,整個儲能方式更像是實驗室產物,商業化場景有限。最后你會發現,適合在終端用電側的儲能形式就是化學能,也就是我們非常熟悉的蓄電池。
  而在2022年,儲能電池項目似乎也已經邁上了高速發展的道路,各大新能源車企以及動力電池制造商,都投身其中。比如剛剛發布S4超充的小鵬汽車,也同時公布了其儲能充電樁的產品計劃。高合汽車也宣布了將與今年10月份啟動運營旗下首座儲能超充站。而欣旺達、鵬輝能源、億緯鋰能都在今年公布了數十億甚至上百億投資的儲能電池項目。根據《“十四五”新型儲能發展實施方案》中公布的數據,2021年底國內新型儲能累計裝機超過400萬千瓦。并且在規劃中,將新型儲能看做是建設新型電力系統、推動能源綠色低碳轉型的重要裝備基礎和關鍵支撐技術,是實現碳達峰、碳中和目標的重要支撐。

  加氫是不是最直接的解決辦法?
  然而,要說解決深層次的新能源車續航焦慮問題,加氫這個老生常態的話題,就又要被提起。當然,目前主流的氫動力,其實是氫燃料電池技術,也可以理解為是在車內用氫發電。直接把氫像汽油那樣在內燃機中點燃的技術雖然也在研發,但相對要更加小眾。但無論如何,氫的補能效率從下限來看無疑就比充電要更出色,而且可以更大限度保持現有消費者對于燃油車補能的操作習慣。所以,每當新能源車的充電效率被詬病的時候,就總少不了氫能源的話題。
  即使只討論氫燃料電池技術,在補能之外,其技術優勢也是十分明顯的。比如其電能轉化效率高,以及使用起來“無污染”。在碳中和的發展趨勢下,氫能源似乎是妥妥的爽文男主劇本。但這里的“無污染”是建立在氫這種二次能源,是通過可再生能源,比如光伏、風能發電等,制造而來的情況下。但現實是,目前全球主流的制氫方法,依舊是通過化石能源的熱化學方法制造而成。我國作為煤炭資源大國,煤制氫技術也是最主要的技術之一。
  除了來源問題,氫能源在補能環節上也有“天然缺陷”,那就是儲存與運輸。倒不是說談“氫”色變,比如低溫液態儲氫就是比較安全的做法,但是經濟性差,僅適用于航空航天領域。而比較常見的是高壓氣態儲氫,這種結構簡單、成本較低,而且充、放氣速度快,但顯然安全性較差。至于固態儲氫、有機液體儲氫等方案都還不太成熟。其它還有像儲氫瓶、氫氣管道等技術或基礎設施建設,都還處于發展階段。

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  但還是有不少車企對這種實現真正商業化還需時日的能源抱有很高的熱情,其中大家比較熟悉的當屬豐田汽車。豐田甚至在2014年就推出了其氫燃料電池車型Mirai。而就在不久前,寶馬也宣布正在與豐田合作研發氫燃料電池產品,并預計在2025年推出,這也不是寶馬第一次涉足該領域。對于熱衷純電動車的中國品牌而言,也并非對氫能源置之不理,長城、長安、吉利等車企都有相關的布局計劃。再比如上個月剛上市的長安深藍SL03中,就還包括一款氫電版車型。不過據了解,這款車型需要嚴格考核購買者的用車環境是否適合使用,購買之后也堪稱是“VIP”服務。畢竟截至今年6月底,全國已建成的加氫站也僅超過270座,能夠在當下體驗氫能源的消費者注定少之又少。
  寫在最后
  無論是儲能快充,還是氫能源,都是新能源汽車發展過程中,對于緩解或者根除補能焦慮的嘗試和探索。從現在的發展趨勢來看,儲能快充似乎更具備因地制宜的“小快靈”特點,能夠由點帶面的覆蓋更復雜的補能場景,而氫能源則更具備集中、高效的潛力。無論補能場景如何變化,可以確定的是,新能源車的整體用車體系正在高速完善,以帶給消費者更好的體驗。
  作者丨阮嵩


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