日前，寶馬集團宣布，寶馬X5 氫燃料電池車(chē)（BMW iX5 Hydrogen）在位于瑞典阿爾耶普盧格的寶馬集團冬測中心完成了氫燃料電池車(chē)的極寒耐力測試。

寶馬通過(guò)對氫燃料電池驅動(dòng)系統、底盤(pán)技術(shù)和電子電氣系統的整體功能性測試和驗證，確保車(chē)輛能夠在實(shí)現零排放的同時(shí)，還有運動(dòng)性能與舒適的駕乘體驗。

據悉，該車(chē)型已進(jìn)入量產(chǎn)前的后期研發(fā)階段，2022下半年投產(chǎn)小規模量產(chǎn)車(chē)型。

氫能比鋰電池更好嗎？

氫燃料電池車(chē)與純電動(dòng)汽車(chē)類(lèi)似，不同之處在于車(chē)輛攜帶的不是蓄電池，而是氫氣，利用氫氣與空氣中的氧氣反應產(chǎn)生電流在驅動(dòng)車(chē)輛。

氫氣與氧氣在燃料電池中反應產(chǎn)生電流，最終的排放物只有水，沒(méi)有噪音及污染物。

與純電動(dòng)車(chē)一樣，氫燃料電池車(chē)也具備起步快、行駛平穩安靜、駕乘舒適等特點(diǎn)，也沒(méi)有污染和噪音，機械動(dòng)力結構比較簡(jiǎn)單，故障率也比較低，易于實(shí)現智能化及自動(dòng)駕駛。

不同的是，氫燃料電池車(chē)的加氫過(guò)程與加油一樣快，續航里程也更長(cháng)。

但氫燃料電池車(chē)有一些局限性：

目前產(chǎn)生氫氣的主要方法是電解水，過(guò)程中損失能量較大，不夠經(jīng)濟；

加氫站建設、氫的存儲和運輸成本太高，且氫氣易燃易爆，存在較高的安全隱患。

與油氣發(fā)動(dòng)機相比呢？

四沖程氫內燃機的缸內循環(huán)與天然氣內燃機一樣，氫內燃機與天然氣發(fā)動(dòng)機的零部件也基本相似，柴油發(fā)動(dòng)機和氫內燃機的零部件則可部分通用。

但即便如此，氫燃料發(fā)動(dòng)機與天然氣和汽油發(fā)動(dòng)機等其它點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機還是存在差異。

由于氫氣自身的物理化學(xué)特點(diǎn)，氫燃料發(fā)動(dòng)機空燃比控制、燃料噴射方式不同于天然氣和汽油發(fā)動(dòng)機。

氫氣更易燃，相比汽油發(fā)動(dòng)機，氫燃料發(fā)動(dòng)機更容易出現早燃。

直噴是克服早燃的一種方法，通過(guò)直噴系統將氫氣直接噴入氣缸，在進(jìn)氣閥關(guān)閉后開(kāi)始噴射，可以避免回火情況出現。

另一種解決方案，就是設計專(zhuān)門(mén)用于氫氣的燃燒系統。

氮氧化物(NOx)的排放則是需要考慮的另一因素。

它是一種大氣污染物，會(huì )導致空氣質(zhì)量變差。

因此，通常會(huì )將氫燃料發(fā)動(dòng)機空燃比調整為2:1，將兩倍氫氣量的空氣噴入氣缸中，使氫氣充分燃燒。

并通過(guò)排放處理系統，去除過(guò)量的氮氧化物。

氫能車(chē)小規模亮相冬奧會(huì )

因低排放、抗低溫、續航長(cháng)等特點(diǎn)，氫燃料電池汽車(chē)被稱(chēng)為“終極環(huán)保車(chē)”。

這讓其與冬奧會(huì )結下不小的“氫”緣。

此次冬奧會(huì )中，首次提出了“平原用電，山地用氫”的解決方案。

在城市等平原地區，電力充足、路程較近，傳統的純電動(dòng)汽車(chē)足以滿(mǎn)足用車(chē)需求。

而在山地或長(cháng)途場(chǎng)景時(shí)，續航更長(cháng)、補能更便利的氫燃料電池汽車(chē)，就能很好地解決純電動(dòng)汽車(chē)的痛點(diǎn)問(wèn)題。

據統計，北京2022年冬奧會(huì )共計投入使用816輛氫燃料電池汽車(chē)作為主運力開(kāi)展示范運營(yíng)服務(wù)。

這是迄今為止在重大國際賽事中投入規模最大的。

但想要獲得大規模普及，實(shí)現與純電動(dòng)汽車(chē)的“并駕齊驅”卻并非易事。

目前氫能發(fā)展仍然面臨制氫、儲氫、用氫各環(huán)節的高昂成本，以及產(chǎn)業(yè)鏈上游核心部件電堆的鉑金依賴(lài)。

能源結構也是目前氫能發(fā)展面臨的主要問(wèn)題之一。

氫能在中國能源結構中占比約為10%，算得上是“貴族能源”，需要思考如何把它變成大眾能源。

此外，相比充電站，加氫站建設成本更高，制約因素更多，這也成為氫燃料電池汽車(chē)大規模普及的一大障礙。

政策已出臺，車(chē)企扎堆布局

近年來(lái)，在利好政策持續助力和“雙碳”目標推動(dòng)之下，氫能產(chǎn)業(yè)迎來(lái)風(fēng)口。

2021年3月，氫能正式被納入“十四五”規劃綱要草案。

2021年12月，財政部等五部門(mén)發(fā)布《關(guān)于啟動(dòng)新一批燃料電池汽車(chē)示范應用工作的通知》，河北、河南兩個(gè)城市群正式獲批，加上此前首批公布的京津冀、上海和廣東城市群，2022年將有多個(gè)城市開(kāi)展以燃料電池商用車(chē)為主體的多元場(chǎng)景商業(yè)化示范。

據統計，目前，全國有30個(gè)省份、150多個(gè)城市在其“十四五”規劃中提及氫能發(fā)展，有50多個(gè)城市出臺了地方氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展專(zhuān)項規劃。

根據規劃目標，到2025年全國將建成加氫站超過(guò)1000座，推廣氫燃料車(chē)超過(guò)54000輛。

據《中國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告2020》測算，中國氫燃料電池汽車(chē)保有量將由2020年的7352輛增長(cháng)至2025年的10萬(wàn)輛，至2025年氫燃料電池汽車(chē)市場(chǎng)規模有望達到800億元。

面對前景無(wú)限的氫能市場(chǎng)，眾多車(chē)企也搶抓機遇進(jìn)行布局。

目前，廣汽、上汽、長(cháng)安、紅旗等乘用車(chē)車(chē)企相繼發(fā)布了自家的氫燃料電池汽車(chē)，如廣汽傳祺Aion LX Fuel Cell、上汽MAXUS EUNIQ 7、長(cháng)安CS75 FCV、紅旗H5 FCVE等；

宇通客車(chē)、中通客車(chē)、北汽福田、吉利商用車(chē)、長(cháng)城未勢新能源等客卡車(chē)車(chē)企也都陸續開(kāi)發(fā)出了氫燃料電池客車(chē)和卡車(chē)。

各車(chē)企紛紛入局氫能源賽道，加大投入推進(jìn)氫燃料電池汽車(chē)研發(fā)和產(chǎn)品的商業(yè)化，針對氫燃料電池發(fā)動(dòng)機大功率、長(cháng)壽命、高可靠性、超低溫的環(huán)境適應性等關(guān)鍵核心技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行攻關(guān)。

“今后5年，政府的支持和引導非常重要，尤其在產(chǎn)業(yè)鏈的聚合、應用場(chǎng)景的規劃等方面。但地方政府也要因地制宜、量力而行、放長(cháng)線(xiàn)釣大魚(yú)，如果急功近利將欲速不達，最后就是一地雞毛?！?/p>

中國科學(xué)院院士歐陽(yáng)明高曾表示，氫燃料電池汽車(chē)的關(guān)鍵期是未來(lái)5年。

盡管氫能源燃料電池的應用還存在著(zhù)許多障礙，但相信在國家政策的精準指引下，通過(guò)國產(chǎn)車(chē)企共同不懈地努力，中國的氫能源汽車(chē)事業(yè)一定會(huì )走出一條光明大道。