牛途研究院課堂：氫能源汽車需要“特斯拉”

據牛圖研究院介紹，牛圖研究所的嬰兒由于其高熱、零污染、氫能儲量豐富，可以用人類能源之光來形容。據牛途研究院分析，早在2000年，氫燃料電池汽車就與純電動和插電式混合動力汽車站在了同一條起跑線上。氫動力汽車代表了清潔汽車的未來方向，一度成為共識。然而，過去20年來，中國汽車工業協會的數據顯示，2021 11月，純電動汽車產銷分別完成37.2萬輛和36.1萬輛，同比增長1.2倍和1.1倍；燃料電池汽車產銷分別完成212輛和147輛，同比分別下降26.4%和49.3%。12月14日，豐田推出了15款電動車型，并宣布到2030年，雷克薩斯品牌將在歐洲、北美和中國完成100%電動化。氫能源汽車的首席推動者也開始轉向電動化，這已經成為一個越來越積極的未來。然而，人類對能源的應用已經從追求能源密度轉變為低碳無碳。其中包括成本的權衡、安全的考慮、技術極限的存在以及綠色的未來。中國承諾到2030年和2060年實現碳峰值和碳中和。低能耗和整個循環的非碳化是不可避免的，氫能無疑是未來的發展方向。氫燃料電池的挑戰仍然需要解決。氫能首先具有綠色優勢。據彭博社預測，到2040年，新能源汽車的電能消費在中國總用電量中的比例將從1.3%大幅上升至8%。在中國，燃煤發電的比例超過60%。對電動汽車的一個主要批評也是“臟電”，即整個循環中碳排放的變化。同時，加油和加氫一樣，時間短，解決了電動汽車的能量補充焦慮。氫能的“能量密度”也受到了高度贊揚。動力電池和燃料電池的區別在于：一是儲能裝置，平衡的重要指標是能量密度；

一個是能耗的安裝，衡量燃料電池能耗能力的基本指標是功率密度。燃料電池系統包括一個電堆和一個氫氣系統。它的工作原理是氫氣和氧氣從電堆的入口處進入，經過一定的電化學反應，并產生電流來驅動車輛。為了在不增加系統重量或體積的情況下進一步提高FC-EV的范圍，有必要采用更高效的儲氫系統。動力電池占電動汽車的大部分，而燃料電池系統占氫動力汽車總成本的60%。高昂的價格和對進口的依賴帶來了成本問題，限制了氫動力汽車的增長。十萬輛車是一個臺階，一百萬輛車也是一個臺階。對于車輛續航里程的每一次升級，燃料電池系統的成本將降低約50%。從生產到運輸再到應用，過程中可能發生的能量損失比例太大，在經濟上不可行。此外，只有當氫能源汽車的續航里程達到數百萬甚至更多時，才能有效降低加氫站的成本。

在碳中和的背景下，只要“綠色氫”是符合規范的氫，就有無碳規范。目前比較成熟的綠氫制氫方法是質子交換膜（PEM）電解水制氫，質子交換膜和鉑電極的催化成本較高。也就是說，范圍帶來了成本的降低，而高成本限制了其范圍，使氫動力汽車的改進成為一個無法解決的問題。另一個問題是安全。氫動力汽車由儲氫區、中間的電池和逆變器、前面的燃料電池和電源組成。在燃料電池汽車中，保留氫氣的中心區域主要是電池組和儲氫罐。在理想的理論場景中，電池組只是氫氣和氧氣發生電化學反應的地方，而不儲存能量。一旦檢測到氫氣泄漏，可以迅速切斷氫氣/空氣。然而，氫氣是一種易燃易爆的危險材料。在操作過程中，無論是氫氣處理還是加氫，由于操作不當經常會出現安全問題，這大大限制了消費者對氫氣風險的認識，也大大限制了其改進。誰來買單？科技企業面臨的最大風險是技術本身的不確定性。無論是錯誤的技術樹，還是技術迭代后歸零，在波浪和沙子下，傷亡的概率都太高了。市場預期與技術進步相結合，為整個行業帶來繁榮。電動汽車率先成熟，市場預期放大了其確定性，使氫動力汽車更加慘淡。在銷量方面，2020年，全球電動汽車銷量超過300萬輛，同比增長約40%，而氫能源汽車僅缺1萬輛。歐洲和美國的制造商選擇了電動道路，押注于氫能的日本公司也因指向錯誤的技術樹而受到嘲笑。總的來說，這種情況需要汽車制造商做出選擇。當傳統汽車制造商還沒有趕上電動化的趨勢時，氫能源只能被擱置一邊。目前，氫能源汽車的應用主要在重型卡車、運營車輛等，尤其是受排放法規切換影響的重型卡車。在碳達峰的背景下，氫燃料電池無疑是減少重型卡車污染物和碳排放的最佳選擇。來自中國汽車協會的數據顯示，今年前8個月，新能源重型卡車銷量為2792輛純電動重型卡車，占比87.3%，同比下降11.42%；

燃料電池重型卡車銷量達到389輛，占比12.16%，同比增長11.58%。氫能重型卡車在銷量和增速上都遠遠落后于純電動重型卡車。加氫的困難也是原因之一。據相關數據顯示，目前中國共有69個加氫站，在建加氫站近100個。配套基礎設備的完善將進一步推動氫能源汽車的發展。目前，氫能源重型卡車的銷售主要依靠財政補貼，預計這個市場要到2025年才能大規模快速發展。然而，如果氫能想走得更遠，那么它在乘用車方面的改進是必不可少的。2020年，本田的氫燃料電池汽車全球銷量僅為240輛，累計銷量僅為1900輛。氫燃料電池汽車豐田MIRAI的全球銷量僅為1770輛，與去年相比下降了近30%。汽車領域的電動化和智能化趨勢，在特斯拉等公司的推動下，真正吸納了一批購買力群體，這也是電動汽車滲透率不斷提高的前提。氫動力汽車需要一群先吃葡萄的人。特斯拉回顧了電動汽車在中國的發展歷程。根據中國政府2009年發布的《汽車產業發展規劃》，2011年以純電動汽車為主的新能源汽車產量預計將達到50萬輛，占汽車總銷量的5%；但到2013年底，只有數千輛純電動汽車真正賣給了消費者。截至2012年底，Model S車型的訂單達到15000輛。特斯拉的勝利意味著電動汽車具備了商業化的條件。2019年，電動汽車的滲透率達到10%，自2013年以來一直被炒作的新能源行業成為一種趨勢。依靠政策補貼未能獲勝的電動汽車最終通過特斯拉效應和市場的作用得到了改善。從2014年開始，小鵬、蔚來、理想等新造車強國相繼誕生。面對在障礙面前改進電動汽車的兩大問題：成本和能源密度，特斯拉從高端市場開始，利用品牌溢價來解決高成本問題；同時，依靠其在電池系統和管理技術方面的創新，我們應對電池壽命的挑戰。特斯拉創立的全價值鏈商業形態將特斯拉與傳統汽車區別開來，并建立了另一個評估標準體系。持久的市場審查是第一步。經過技術迭代，參考傳統汽車制造商的經驗，我們將繼續使用成熟的供應鏈系統，降低成本，實現從高端市場到大眾市場的提升。新的產品形式得到市場認可后，所需的基本設備也將跟上。截至2021 5月，中國基本充電設備的累計數量已達到187萬臺。代表著氫動力汽車的未來，他們也在等待特斯拉這樣的鯰魚，等待轉折點的到來。目前，燃料電池商用車的采購成本是汽油車的2.5倍以上。如何停止應用程序的商業化是全球消費者面臨的一大挑戰。除了技術的進步，商業形式的探索也沒有停止。與NIO的電池交換方法（電池部分租賃）類似，Nikola推出了捆綁租賃解決方案，客戶可以選擇租賃70萬英里的車輛，包括卡車、氫燃料、維護和家庭護理。在這種形式下，運營成本約為6.59元/英里，略低于傳統柴油車的6.73元/英里。該公司預計，到21年年中開始消費測試版燃料電池卡車，到22年年中消費伽馬版，到2023年完成正式批量生產。《第三次工業反應》一書的作者Jeremy Rifkin：“當交通、通信和能源這三個要素同時發生變化時，也意味著一個新的經濟體系正在形成。”當然，穩定的能源仍然需要一種新的能源模式。只有當可控核聚變在核能中被打破時，它才能被稱為真正的新能源。如果…怎么辦？

標簽：特斯拉昂揚豐田蔚來本田

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