丰田放弃氢能源专利会怎么样(丰田停止研发氢能源)
氢燃料电池的发展现状和前景,连丰田都决定放弃氢能源
相关技术及市场仍不成熟
氢燃料电池燃料能量密度更大,高于锂离子电动车及燃油车,能效比上占据优势。考虑全生命周期后,能源效率约为29%,高于锂离子电动车的28%及燃油车的14%。在续航方面,氢燃料电池汽车传统燃油车相似,续航里程约在600公里左右,优于锂离子电动车;此外氢燃料电池汽车还具有无噪音,充能时间短,耐低温,事故严重性小等优点。
然而目前,氢燃料电池汽车在中国市场刚刚起步,技术和市场仍不成熟,处于幼稚期,未来发空间巨大;且氢燃料电池汽车应用领域不具有普适性,这也是未来氢燃料电池汽车技术需要革新和研究之处。
产量受到疫情影响严重
根据高工产业研究院(GGII)的数据显示,2016-2020年中国氢燃料电池汽车产量逐年上升,受到疫情影响,2020年产量下滑至1199辆。这表明中国氢燃料电池汽车市场正在成长,产量的增加一定程度上代表了市场需求增加。未来,氢燃料电池汽车的发展前景较好。
市场进入商业化初期
2016-2020年,中国氢燃料电池汽车保有量逐年上升,受到疫情影响,2020年销量有所下滑。截止2020年底,我国氢燃料电池汽车年销量1177辆,保有量7352辆,标志着我国氢燃料电池汽车正在逐渐被市场认可接纳,氢燃料汽车进入商业化初期。
商用车是研发方推广重点
与海外专注于氢燃料电池乘用车的量产不同的是,我国将研发和推广重点放在商用车上。2020年,我国燃料电池汽车销量中,全为商用车。其中,客车销量占比达98%,货车销量占比为2%。截至2020年底,我国氢燃料电池车累计行程超过1亿公里,以氢燃料电池物流车和客车为主。
政策指引保驾护航
中国汽车工程学会发布的《节能与新能源汽车技术路线图(2.0版)》是为我国氢能发展道路提出了更为明确的要求与指引。随着国家“碳中和”、“碳达峰”任务的推进,氢能这一绿色能源受到国家的重视和大力推动。未来目标中就风光能电解水制氢,加氢站等基础设施建设,氢燃料电池汽车等进行了详细规划。
—— 更多数据请参考前瞻产业研究院《中国氢燃料电池行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》
成本太高,为什么丰田不愿放弃高氢燃料电池?
特斯拉凭一己之力改变了 汽车 产业的走向,许多传统 汽车 制造商被迫调整策略,奋力追赶。现在几乎所有制造商都有自己的电动 汽车 ,就连怀疑者通用 汽车 、大众也开始生产电动 汽车 。
不过有一家公司没有让步,它就是丰田。丰田没有将所有鸡蛋全部放进电动 汽车 篮子里。当它推出电动 汽车 时,还在向燃料电池下注。
为什么?燃料电池技术不是已经输了吗?
用氢燃料的燃料电池
从字面上讲,燃料电池技术是应对气候变化的完美方案。液态氢通过燃料电池产生能量,驱动 汽车 前进,只生成水。与其它燃料相比,氢燃料的能量密度更高。
汽油的能量密度约为每千克46MJ,而氢燃料则是120MJ。在理想世界,让同一辆 汽车 跑相同距离的路,氢消耗的燃料要少很多。因为 汽车 只需要装备很少的燃料电池就足够了,所以 汽车 会更轻,现在的电池还太重。氢燃料还有另一个优势,添加燃料时比汽油更快。
为什么现在氢燃料普及度如此低
早在10多年前,加州州长施瓦辛格就倡导发起氢燃料革命,可惜没有成功。一是需求不高,二是供应问题,氢燃料难以普及,供应链也很脆弱。燃料添加站也不多,当中一些经常因为维护关闭。有时氢燃料供应还会中断。目前的氢燃料主要来自化石燃料工厂,工厂将水分离成氢与氧,变成氢燃料。
除了上述原因,成本过高也是一个问题。现在的燃料电池仍然很贵,氢的价格约为每加仑16美元。之所以价格高,原因之一时提炼时需要用到催化剂Platinum,它很贵。研究人员正在努力,试图减少Platinum的消耗量,或者完全放弃Platinum,以求降低成本。
不只如此,存储氢燃料的成本也很高。氢气虽然能量密度高,但按体积计算密度并不高,将它变成液体装进罐子需要制冷技术,所有这些都抬高了成本。正因如此,每次添加氢燃料成本都比汽油高,比电力更是高很多。如此一来,氢 汽车 价格居高不下,维护成本也不低。所以对于绝大多数人来讲购买氢 汽车 毫无意义。
为什么丰田不放弃
丰田很早就开始支持燃料电池,它推出了Mirai 汽车 ,不过大家并不热情。可能是因为 汽车 定价高达5万美元,也可能是燃料添加站太少。
有人可能会认为,商业失败将迫使丰田放弃氢 汽车 计划,不过丰田还是继续生产氢 汽车 ,每次还会升点级。据报道,丰田为求安全,在开发未来 汽车 时不打算将所有鸡蛋放进一个篮子里。它的确会向电动 汽车 投资,但会继续保留Mirai。另外,对于氢燃料电池丰田还有其它打算,远不限于 汽车 。Mirai只是氢燃料的一张“脸”,用来展示形象。
对于重型 汽车 来说氢燃料也许更有魅力,比如卡车、巴士、叉车。目前的锂电池太重,如果想驱动重型 汽车 ,需要安装大量电池,重量明显太重。如果换成氢燃料电池,重量会减少很多。
对于叉车、卡车这样的商务 汽车 来说,充电时间过长等于看着钱白白流走。氢燃料可以快速添加,能节约成本。另外,与其它燃料相比,氢燃料 汽车 可以跑更远的路。照估计,氢卡车的的续航里程可以达到500-750英里。
可能正是因为这些原因,Nikola才会努力开发氢卡车。有些地区已经出现氢巴士。事实上,丰田已经为奥运会准备100辆氢巴士,可惜奥运会推迟了。丰田还与中国企业合作开发燃料电池,供商务 汽车 使用,它们的目标是降低成本。
打造供应链
在美国加州,丰田推行一种名叫“cow to car”的能源供应模式,如果这种模式成功,它可以解决两个问题,提供清洁氢燃料,打造强劲供应链。牛会生成甲烷,它是一种温室气体,也是氢燃料之一。
丰田的计划就是利用厌氧消化池将农场动物粪便变成甲烷,将甲烷收集起来,用燃料电池处理就可以变成氢和电。收集甲烷甚至都不需要额外管道,直接注入现有天然气管道就可以了。氢可以输送到加油站,电可以输入电网。丰田本来准备根据这套方案建一个氢厂,不过推迟了。丰田还有一套方案,就是将废纸变成氢。不过要打造这样的工厂需要一些时间,技术不成熟,不过一旦建成,它也许可以提供常规氢燃料。
氢可以存储再生能源
再生能源很好,因为很干净,但它有一个绕不开的问题:不是连续的。
怎么办呢?在生产高峰将它存起来,在生产低峰使用。氢可以作为一种解决方案,利用可再生能源将水(或者海水)变成氢,然后通过燃料电池用氢生成电力。
不只 汽车 可以使用
未来,丰田肯定想让 汽车 用上氢燃料,但不仅仅如此,非 汽车 项目也可以用,比如航天产业就可以用。太空中氢的含量相当高,事实上,宇宙75%都是氢。丰田与日本航天机构JAXA合作设计月球车,里面就用到了氢燃料电池。月球车的续航里程达到1万公里。
也有人对氢动力航空感兴趣,但不知道丰田是否会向这一领域投资。
有一点倒是肯定的,那就是丰田对航海感兴趣,它正在开发燃料电池船舶。这是一个好消息,因为商务航运贡献的排放量占了整个排放量的2.5%。
丰田还准备打造氢城市,100%依赖氢。其中一个城市名叫Woven City,占地175英亩。它将会成为未来城市的典范,里面有无人驾驶系统、有机器人、有智能家庭、有AI。老实说,这套设想也许并不遥远。在全球一些阳光充足的地区,我们可以建设太阳能工厂,将海水变成氢,供城市、 汽车 使用。
有何意义
在特斯拉制造电动 汽车 之前,大众、宝马对电动 汽车 并不感冒。现在呢?所有 汽车 商都有自己的电动 汽车 。也许丰田看重的是未来,这一未来已经多次延期,所以有风险。大量供应清洁干净的氢能源,丰田的理念是否错了?未来会不会出现替代性技术,让氢燃料电池技术变成多余?或者说,未来将会出现突破技术,让氢变得足够便宜,被大家广泛使用?也许扩大生产追加投资可以解决氢能源存在的一些问题?无人知道未来会怎样。也许电动 汽车 会是 汽车 的未来,但在城市里,不论是巴士、卡车还是船舶,也许还得依靠氢。
日本本田和丰田相继停止氢燃料电池汽车的研发,氢能源怎么了?
4小时前
尽管氢能源有着无与伦比的清洁能源的优势,但在实际应用中,也面临着不少劣势。
之一,技术难题。因为日本在氢能源开发利用比较早,所以大部分专利都在日本人手上,因此其他国家在开发时会面临很多技术壁垒和难题,这是其他国家不愿意面对的。
第二,安全问题。尽管现在储氢及设备很高效,但是目前技术上无法解决的是储氢设备遇到高温或者碰撞之后的泄露及氢气爆炸问题。
第三,基础设施配套问题。目前加氢站与普通加油站相比,投资比较大,还面临着运氢及加氢设施和设备配套问题。
第四,还是成本问题。以上三个因素都造成了制氢、储氢、运氢、加氢及配套设备的成本过高,跟其他新能源没有优势。
相比之下,我国有着巨大的水力资源、沙漠资源(也可以转化为风能和太阳能资源)和特高压输电技术。而且充电设备成本也要廉价和方便的多。因此,氢燃料电池只是部分实验性的发展方向,而光伏、风电及锂电池等新能源才成为了目前中国的主要发展主流。
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