電動車在國內早已盛行,為何氫能源仍引起重視?多省提前布局,海內外連接器大廠相繼展開研發——最輕的元素,竟有如此重要的意義。
「明明已經有電動車了,為什么還要發展氫能源汽車?」今年以來,很多網友都發出了類似的疑問。
7月份,國內新能源汽車滲透率突破50%,車型以純電或油電混動為主,電動汽車在國內,已逐漸成為主流。
▲新能源汽車滲透率 圖/乘聯分會
與此同時,我國對于氫能源發展的支持力度卻不斷加大。
今年3月,山東省宣布免征氫能源車輛高速公路通行費;
4月,四川省表示將探索氫能源汽車通行高速公路費用全免;
5月,全球首款氫能源電動自行車在無錫下線;
8月,全國首列宜賓氫能源智軌電車正式上線運營,該電車于7月份裝配下線,采用了35MPa儲氫系統和大功率燃料電池系統,單次加氫可行駛里程超200公里,行駛過程中零排放、無污染。
國內電動車優勢已經十分明顯,為何還要發展氫能源?
01|國內加速發展氫能源
當前中國的能源結構正在經歷深刻的轉型,可再生能源快速發展、化石能源往清潔高效利用方向發展,能源政策也不斷優化。
自2023年以來,國家對于氫能源的扶持力度不不斷加大,多部門相繼出臺政策扶持,氫能源的發展進入快車道。目前,國內加氫站數量以達到全球第一,多地也相繼建成了制氫加氫一體站、PEM制氫設備等氫能源基礎設施,長距離輸氫管道也已投入規劃建設。
官方對氫能源的扶持力度不斷加大,氫能源在民間的受歡迎程度,也不斷提升。終端上牌數據顯示,2023年全年氫燃料電池汽車實銷7760輛,同比增長55%,其中大部分為重卡、輕卡以及客車。乘用車雖然銷量不高,但同步增長率達到137%,漲勢喜人。
隨著“雙碳”戰略的持續推進及各地氫能源政策的進一步落地,氫能源汽車的推廣規模有望得到更加快速的擴展,根據中國汽車工程學會組織編制的《節能與新能源汽車技術路線圖2.0》預測,2025年我國氫燃料電池汽車保有量將達到10萬輛左右,2030年將達到100萬輛左右。
眾所周知,氫能源是日本的強項,據不完全統計,日本申請的氫能源相關專利數量達到34624個,占全球的60%以上,在多個關鍵技術方面處于全球絕對領先地位。為何在這個基礎上,國內要大力支持氫能源發展,對于相關產業,又能帶來什么機會?
02|對連接器的新考驗
當前氫能源車輛主要有兩種工作形式,氫內燃機車(HICEV)和氫燃料電池車(FCEV),氫內燃機車和傳統油車的區別在于燃料。在使用過程中,其對氫氣的純度要求較低,不需要稀有金屬作為催化劑,但容易發生超級爆震,且會產生氮氧化物等有害物質。
因而,我國目前主要的氫能源電車、汽車以及兩輪車,均采用了氫燃料電池的工作模式,通過氫氣和氧氣在電堆中催化劑的作用下發生電化學反應產生電能,進而驅動電動機,使車輛前行,其排放物為水,對環境更為友好。
▲質子交換膜燃料電池結構原理 圖/Hydrogen Energy Engineering[M]. Springer, 2016
不難發現,氫燃料電池車輛的驅動形式,本質上依然是電驅動。那這是否意味著,現有新能源汽車的連接器,對于氫能源車型,也可以拿來就用呢?
答案是否定的。與其他電驅動車輛相比,氫能源汽車的連接器,主要增加了氫燃料電池內部的相關的線束,這些線束因為涉及氫氣的化學性質,在指標上和傳統的高壓線束又有區別。
《國際線纜與連接》記者咨詢了萬聯新能總經理李建。李建向記者介紹:“由于氫燃料電池工作時濕度較高,因此氫能源燃料電池內部的連接器,對于防潮和防腐蝕的可靠性要求更高,耐化學腐蝕的能力也需要更強。”
此外,李建還提到,氫燃料電池內部的連接器,由于尺寸比較小,對連接器的精度要求也會更高。
作為興萬聯電子的專為氫能源業務成立的子公司,萬聯新能可以說是國內第一代開發氫能源汽車連接器的廠商,產品主要集中在氫能源電池的電壓采集,電池控制器以及內部高壓電纜領域等。
在海外,也有不少大廠針對氫能源應用進行專門的研發,涉及的應用場景也不盡相同。德國連接器大企浩亭集團推出的Han-Ex?,Han?3A、Han?DDD等連接器,均適用于氫能源場景下。肖特的Eternaloc?饋通板,則適用于氫冷式渦輪發電機。
03|發展氫能源的必要性
通過對比,我們也不難發現,氫能源交通工具和電動交通工具殊途同歸,雖然兩者在設計和指標上有所區別,但都是通過電驅動的形式,達到節能減排,高質量發展的效果。
最近的幾年時間里,800V讓電動車充電越來越快,同時也有越來越多的光儲充一體充電站落地。這給了我們一個啟示:電驅動車輛的核心,在于儲能和補能。如何讓車輛儲存更多的能量,或者通過快速的補能,實現更長遠的續航,一直是眾多車企和消費者最為關心的問題。
氫能源的使用,是這個問題的一個有效答案:一般來說,一臺氫能源汽車的充氣時間為3~5分鐘,與傳統燃油車型補能時間相近,續航里程亦能達到數百乃至1000公里。即便是一輛氫能源公交車,其加氫時間也僅需~15分鐘,補能過程相當方便。
更為重要的是,氫作為一種理想的長期儲能方式,能夠大規模轉化可再生能源,并進行長周期的儲存、運輸和能源化使用。
氫可通過可再生電力經電解水方法制備,制取過程不產生二氧化碳,因此稱之為綠氫。而通過該方法制備的氫氣,又可通過壓縮存儲、液態存儲、固態存儲等方式進行儲存,最終通過管道和車輛等不同運輸形式,到達不同的補能場所。
以電動汽車常見的充電問題為例:近期,湖北高速公路首座氫能源離網超充站項目在武漢成功簽約,可通過氫電耦合技術,在用電低谷時將風、光電能等清潔能源制氫存儲,在用電高峰時再通過氫燃料電池發電,實現電網削峰填谷,有效應對節假日“充電潮汐”現象。
在一些不具備建設光儲充一體化充電站的場所,氫能離網充電不失為一個有效的解決方案。
由此可見,氫能源發展的意義并不局限于一款產品,一個品類,更多是通過綠色的方式,完成儲能和補能的基礎建設,在這個基礎上豐富能源供應來源,保障能源安全,帶動相關產業鏈的發展。隨著新型交通方式和儲能的升級建設,氫能源的舞臺會更加廣闊。
本文為嗶哥嗶特資訊原創文章,未經允許和授權,不得轉載
審核編輯 黃宇
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