氢能源汽车发展前景与现状

近几年，国家发展新能源汽车产业的决心有目共睹，尤其是新能源汽车，除了在政策上面的帮扶以外，还积极从国外引进先进的技术，用于促进国内新能源汽车市场的发展，在我国，不管是传统的造车企业还是新势力的造车企业，都已经全身心的投入新能源产业的发展中。

在我国，石油作为国家能源战略物资，对我国安全的重要性也是可以看出来的，而我国是多煤少油的国家，也就意味着我国的电力生产是不会收到其他国家的牵制，所以在此背景下，发展新能源产业是刻不容缓的，今年产业发展在我国是有着先天优势的，不论是消费市场还是产业供应链，都是实力派的。

在新能源，汽车中包含着电动，油电混动，增程式动力和氢能源系列，这些新能源汽车类型在消费者口中的评价也是高低不一的，

混动、纯电、增程式、氢能，究竟谁才是新能源汽车的未来？

在新能源汽车中，我们常见的就是纯电动车型，纯电动车就是把燃油系统改一套与电动机和蓄电池为主的动力系统，而该类型也是目前市场中消费者们认可度对最高的车型之一，纯电动车虽然生产成本要低于其他类型的优势，但是也有不少人在考虑着它的续航能力，现在市面上充电桩还没有大面积的普及，充电也是一个难题，在安全方面，纯电动车出事故的几率是其他车型高出很多，所以说从综合考虑来看，纯电动汽车并不是目前市面上最靠谱的产品，

还有一种混动汽车类型，混动汽车就是在油车的基础上增加了一套纯电动车的动力系统，在工作中，发动机与电动机互补，而运行方面都能进入最佳的状态，从而达到省油的地步，在续航方面，以纯电动车对比来说就要强出很多，而混动车型相对于纯电动车来说则不需要满街寻找充电桩，提速也会相对快，但是也有劣势的存在，就是在后期维修保养方面会比较昂贵，因为会对发动机和电动机进行同时的保养。

增程式动力汽车，到目前还为大面积出现在大众视野，这款车型，发动机是不参与动力系统的驱动的，它是由发动机燃烧燃油给电动机供电，由电动机直接驱动车轮，所以发动机在运转中的磨损会比纯燃油汽车的磨损低很多，这也大大降低了后期的养护成本，在续航方面也不用担心，只要有加油站，增程式动力车都能跑，但是增程式动力车不适合跑长途，发动机会不断地将燃油产生的能量转化为电能，从而导致油耗增高，但相对于纯油车来说，油耗要少点，但是如果未来在纯电普及的时候，增程式的优点就不再稀奇了。

氢能源动力汽车，工作原理其实非常简单，就是单纯的将亲人料与空气中的氧气混合燃烧后产生的电能和水，电能作为直接驱动车辆，水则会通过特殊的装置排出车外，这是一个既环保又节能的车型，在安全方面，由于氢气的质量比空气轻14倍，所以如果出现氢气泄露，它会以垂直的状态，扩散的空气当中，火焰也会以向上的角度燃烧，事故几率则大大低于其他车型。氢能源动力汽车的优点显而易见，但是成本却是一个大问题，其中成本会高出纯油车很多，如果未来能解决这个问题，那么氢燃气车型将会是新能源的未来。

对于燃料电池的安全性，氢云链认为，从目前市场上使用的情况来看，还是比较安全的，只是在充能和氢气保存方面存在着一些问题需要技术攻关克服。

下面，氢云链大体在3个方面，介绍下氢燃料电池在安全方面的现状：

（1）产业标准：

在车载储氢系统领域内，早已存在各种标准，包括我国的国标、ISO标准、美国SAE标准、日本JIS标准等。标准中不仅定义了压力数据，同时也规范了安全性能（具体安全性能包括应力、腐蚀、泄漏、震动等规范及实验方式），在标准层面已经保证了安全。

（2）阀门自动控制系统：

氢燃料电池汽车使用的氢气浓度比为99.99%，远高于遇明火爆炸的4.0-75.6%浓度比，如果遭遇来自外界的明火燃烧，系统则会自动关闭多级阀体。当车载检测系统侦测到储氢罐或管路出现氢燃料泄漏，控制系统会即刻关闭氢气输出，避免与氧气混合，确保不会自燃。

（3）储氢罐结构设计及应急处理系统：

储氢罐本身也有着很高的强度，以丰田Mirai为例，储气罐由三层结构组成，最内层材料是高强度聚合物，中层是强化碳纤维和高强度聚合物的混合材料，外层是玻璃纤维和高强度聚合物的混合材料，静止状态下不会由罐壁泄露氢气，即使受到枪击被贯穿之后也能保持瓶体结构，使氢气泻出而不爆炸；在车辆着火的时候，一个叫易熔塞的阀门会受热熔化，强制性地按照一定速度排出氢气。

综上所述，由于氢气有快速逃逸的特性，泄压后不易燃烧或爆炸。

因此有业内人士提出，在极端汽车碰撞冲击情况下，可以通过监控关键部件加速度等指标，通过系统确认发生碰撞之后开启泄压阀释放氢气、降低气罐压力来避免爆炸。目前来看，实现量产的氢燃料电池安全技术成熟，使用安全有保障。丰田mirai工程师在访谈中甚至公开保证，丰田氢燃料电池汽车在时速80公里碰撞，气罐绝对不会爆炸。

氢

电池动力

1960年代后期，Roger E. Billings制造了燃料电池的原型。

三个发展障碍

在燃料电池氢汽车的发展主要有三个障碍。

氢能汽车

首先，氢的密度很低，就算燃料以液态形式储存在低温瓶或压缩气体瓶，在那些空间能够储存的能量十分有限，而氢汽车比起其他汽车就十分受限。而氢气也不应该大量外溢到大气层中，不然可能会破坏臭氧层。有些研究已经用特别结晶体来储存氢在较高密度的环境中，而且更安全。

另外一种方法是不储存氢分子，而使用氢重组器来从传统燃料如甲烷、汽油和乙醇，提取氢。很多环保分子对此想法不感兴趣，因为它依赖了化石燃料。可是，这是有效的重组程序，而且避免了储存及运送氢的难题。使用重组过的汽油或乙醇来推动燃料电池，不但几乎无空气污染问题，能量转换效率也比内燃机高（可有效减少二氧化碳排放）。

其次，制造在氢汽车提供电力可靠燃料电池，耗资颇高。科学家努力研究令燃料电池的成本尽量便宜，同时又有足够硬度以抵受撞击和震动这些汽车的基本问题。燃料电池的设计大都脆弱，故不能在那些情况下保存。加上很多设计都需要稀有物如铂作为催化剂，令工作更顺畅，而催化剂可能污染氢的纯净度，不利氢的提供。

第三个问题是氢可作为能量的携带者而非能源。它必须从化石燃料或其他能源提取，因此引起能量的流失（因为从其他能源到氢又回到能量的转换并非百分百有效）。因为任何能源都有缺点，转换到氢会引起关于如何产生这种能源的政治决定。

现代汽车氢燃料电池NEXO中国版正式获得北京新能源汽车牌照。这是现代汽车首款符合中国法规的氢燃料电池乘用车，也将有助于中国氢能产业的发展。低碳能源是近年来新能源汽车的重点研究方向。为了扩大绿色汽车的市场，越来越多的国家将在2025年后不再允许销售燃油汽车。氢电池汽车是利用空气中产生的氢和氧的电化学反应来发电，作为动力来驱动发动机，最终只排出水，这才是终极的环保方案。

随着全球变暖和国际油价上涨，各国都在寻找替代石油的新能源。目前中国正在推广纯电动汽车。在日本，政府正在积极推广纯电动马达，也是因为燃料电池和相关的技术储备。在氢燃料电池领域，韩国是首批吃螃蟹的汽车之一。早在2013年，现代IX35的燃料电池就发布了。后来丰田和本田也发布了自己的量产车，并逐步发布。为了夺回你的领先地位，在北美CES电子展上发布了第二代氢电池汽车Nexo的现代版。

目前中国自省还没上市，海外媒体早就试驾了。与纯电动汽车和传统汽车相比，Nexo有哪些优势？我们来看看海外媒体是如何评价的。在设计上，整车各个角度看起来都非常流畅，车身底部完全平整，门把手与车身侧面齐平。只有检测到钥匙，门把手才会自动弹出。自2021年8月起，第一批氢燃料电池汽车示范应用城市群名单明确，北京、上海、广东、河南、河北5个具有政策支持的氢燃料电池汽车示范城市群初步形成。

符合中国法规法律要求的现代汽车Nexo中国版将促进示范城市群的高质量运营和发展。环保方面，Nexo中国内饰采用环保内饰材料，如植物油制成的生物涂层、植物人造革等装饰材料。此外，车辆行驶时只排放水，不排放任何污染物，还能过滤去除99.9%的可吸入颗粒物，有效净化空气。

1.氢燃料电池汽车是终极环保汽车。氢燃料电池汽车零排放，且一次加氢续驶里程长，加氢时间短，相当于汽油车，一直以来被作为新能源汽车技术路线之一。

2.氢燃料电池汽车也有缺点，而纯电动汽车，可以借助现有的四通八达的电网，而氢燃料电池汽车还得重新建立足够密集的加注管网。就这点来看，似乎纯电动汽车占了上风。

3.燃料电池所使用的铂金类催化剂，价格昂贵且可能对环境造成伤害。其动力系统的使用寿命也有待提高，而氢燃料电池汽车的整车价格需要降低。

首先，在全球脱碳的大背景下，继风能、光伏能等清洁能源后，氢能可谓是极具后发优势的一环。氢能与人有望产生最密切联系的应用场景之一就是交通，不论是定点运输货物还是载人，氢能都已具备极强的实用价值。

世界经济论坛预计，如果把握住未来十年，扩大氢能发展规模，到2050年，氢能源可以满足世界终端能源需求的18%，并提供限制全球变暖所需二氧化碳减排量的约20%。

当前，氢能产业发展面临的最大挑战是其“价格标签”。不过，这种情况正在发生转变，达沃斯氢能理事会发布的最新报告《氢能竞争力之路：成本视角》显示，通过大规模扩大氢能生产、分销、设备和部件制造，预计到2030年，“氢能解决方案”的成本将在广泛应用中降低50%，使氢能成为具有竞争力的替代能源。

根据该报告，预计在不同场景中，氢能成本都会显著降低，其中，在长途和重型运输、工业加热、重工业原料领域尤为明显。数据显示，这三大领域的能源消耗占全球总量的15%左右，由此，“氢路线”搭载交通载具作为“脱碳”的重要路径，将迎来巨大机遇。

据彭博新能源 财经 估计，到2050年，氢能可以满足全球24%的能源需求，年销售额达到2000亿至7000亿美元，其中交通出行氢能消费将占相当比重。

汽车 行业拥抱氢能的商业前景广阔，应用渐成趋势，有望引领氢能逐步拓展应用范围和重塑新能源 汽车 版图。

在全球 汽车 市场逐步萎缩的背景下，传统燃油车销量接连下滑，新能源车市场却能依旧坚挺，显示出市场的消费习惯正在发生改变，从而为氢能 汽车 的发展打下基础。

国际氢能委员会近期的报告指出，在电池技术迅速发展的同时，燃料电池 汽车 正在成为一种补充解决方案，特别是在重型卡车和远程运输领域。重载长距离运输中，如果在泵处以4.5美元/千克的价格提供氢气（包括氢气生产、分配和加油站成本），燃料电池 汽车 方案可在2028年实现与柴油成本相当。

尽管氢能被产学界誉为地球的终极能源，但业内资深人士比对电动车发展周期指出，氢能 汽车 的普及不会一蹴而就，可能要经历“十年磨一剑”的长周期。

罗兰贝格全球合伙人兼大中华区副总裁郑赟指出，氢能在制造、储运等产业链上下游环节存在发展短板，有待新技术的大规模应用。“虽然小范围启动商用试点，但只有当氢能形成规模应用后，氢燃料电池 汽车 才能迎来真正的市场化投放。氢燃料电池 汽车 近期不会替代锂电池 汽车 ，8至10年后也许会迎来逐步市场化的可能。”

专家建议，为推动氢能和氢燃料电池 汽车 产业发展，各国政府应及时提供氢能补贴，从而使绿色氢能成本低于传统能源成本。业界呼吁，应强制要求卡车、钢铁和水泥行业在2030年之前使部分（比如30%）的生产活动改用氢能。据彭博新能源 财经 估计，未来十年的补贴总额需要1500亿美元。随着可量产的氢能应用终端的不断涌现，氢能和氢燃料电池 汽车 有望迎来加速发展。

此外，在企业和研发机构层面，相关主体可以积极推动跨国合作，取长补短，从而有效缩短新技术的应用落地时间，同时降低成本，推动氢燃料电池 汽车 尽快进入大众市场。