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甲醇:新能源车的未来方向?

2019-11-11 15:40
亿欧网
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作者 | 王瑞

编辑 | 郝秋慧

新能源技术路线除了纯电动之外,还能有哪些路径?是否能够效率更高?这是诸多汽车企业正在思考的话题。

除了混动技术,最近一段时间,氢燃料电池也被频频提及,新造车势力爱驰将在该领域尝试做一个新的技术方向。

“我们要做的是‘甲醇重整制氢高温燃料电堆作为增程器的动力总成解决方案’。”爱驰汽车总裁付强如是说,“这段定义每个字都很关键,一字不能少。”

甲醇:新能源车的未来方向?

除了纯电动产品技术继续推进外,当下,爱驰汽车下注甲醇氢燃料电池汽车,开展了一系列“大动作”。

11月7日,在上海第二届中国国际进口博览会上,爱驰汽车与丹麦甲醇燃料电池研发和制造公司Blue World Technologies(蓝界科技,以下简称“BWT”)正式签署战略合作框架协议,双方将围绕技术、产品、服务、前瞻、投资等领域展开合作。合作后,爱驰将拥有甲醇在线重整制氢的核心零部件。

同时,爱驰汽车与山西高平市人民政府举行了项目合作落地签约仪式,双方将共同推进甲醇氢燃料电池技术产业化落地。

甲醇:新能源车的未来方向?

作为新造车势力,爱驰为什么会转向甲醇氢燃料电池汽车呢?

甲醇是氢的媒介

新能源汽车主要分为油电混动、纯电动与燃料电池三条路线。

其中,燃料电池,尤其是氢燃料电池近年来被热议,但受制于氢气特性、系统成本与基建成本,长年来发展缓慢。爱驰采用的“甲醇在线重整制氢”则有望解决这一问题。

甲醇:新能源车的未来方向?

甲醇重整制氢的原理并不复杂,其化学反应方程式为:

甲醇:新能源车的未来方向?

反应生成的氢气参与氢燃料电池反应,结合动力电池与电机,即可形成甲醇化学能→氢气化学能→电池电能→车辆机械能的能量转换。

“甲醇是氢的媒介。”爱驰汽车动力系统副总裁吴畏给出了定义,相较于氢气,甲醇在供给、储运和使用上都有优势。

在供给环节,我国是全球最大的甲醇生产国和消费国,产能和产量占全球一半以上。原机械工业部部长、工信部甲醇汽车试点工作专家组组长、工信部甲醇汽车推广应用专家指导委员会名誉主任委员何光远用“缺油、少气、富煤”这六个字定义我国的能源结构。

我国煤炭资源丰富,随着煤炭开采深度不断加大,劣质煤炭数量增加,“它们既不能发电,也不能直接燃烧,却是生产甲醇的好原料。”何光远为劣质煤碳的利用指出一条明路。

甲醇:新能源车的未来方向?

对中东的石油生产大国而言,甲醇是不折不扣的副产物,“不仅不能加以利用,反而是一种负担,”吴畏一针见血地指出石油大亨们的痛处,重整制氢可以充分利用甲醇,“中东的甲醇运到中国,每吨成本大约在400元到700元之间。”

同样是利用风能等富裕电能制取,甲醇相较氢气也有优势,吴畏对比道:“氢气是不容易收集储存的,甲醇作为液体,就不会遇到这些问题。另外,甲醇的能量密度要比氢气高。”

在储运环节,氢气受制于能量密度低,必须要进行压缩储运,甲醇属于易燃不易爆液体,比汽油还要安全,可以按照汽油的标准进行储运。

由于加氢站的基建成本高昂,以及基建标准欠缺,氢燃料电池汽车在中国的推广一直受阻,甲醇氢燃料电池汽车则规避了基建难题。

甲醇与汽油并没有太大差别,因此加油站稍经改造,就可以作为加醇站使用,改造成本很低,吴畏认为:“由于甲醇直接接触汽油管路会造成橡胶膨胀,因此加油机的橡胶管路要进行改造,每个加油站的改造成本仅需几万元。”

“爱驰最近正在与中石油等商谈合作。”爱驰汽车总裁付强对甲醇基建很有信心,“推广甲醇氢燃料电池汽车,并没有给社会添麻烦。”

关于业界对甲醇毒性的忧虑,吴畏表示:“甲醇对人体确实有害,但我们是将甲醇作为能源使用,在这方面它是很安全的。”

甲醇:新能源车的未来方向?

爱驰的“甲醇重整制氢高温燃料电堆作为增程器的动力总成解决方案”,提供的是一套混动系统,车辆动力电池的储电量被压缩到十几度电,电堆的发电功率达到25kw即可支持车辆以120km/h速度行驶,吴畏算了这样一笔账:

从系统成本而言,氢燃料电池系统每千瓦成本在7000元到10000元不等,其中仅高压储氢罐就占了30%左右的成本,而甲醇氢燃料电池汽车不需要高压储氢罐等高成本部件。

从使用成本而言,假设车辆每行驶一百公里需要20度电,每0.5升甲醇可以产生1度电,那么每百公里车辆需要消耗10升甲醇。1升甲醇2块1,10升甲醇就是21元,甲醇氢燃料电池汽车每百公里使用成本仅为21元,已经接近纯电动车的使用成本

爱驰的“甲醇氢燃料电池汽车”

汽车行业参与者是爱驰汽车对自身的定位,“爱驰首先要成为新造车势力的头部企业,最终要成为汽车行业科技公司。”付强为爱驰定了个“小目标”。

在电动化的道路上,汽车行业将“一去不复返”,付强确信汽车的未来是电驱动,因为“内燃机控制系统复杂,无法支撑汽车智能网联化”。但电驱动的背后,是“能源的多样化”,甲醇重整制氢是趋势之一。

甲醇:新能源车的未来方向?

虽然爱驰靠纯电动车起家,但付强对纯电车并没有“执念”,在他的视野之内“纯电动汽车是可持续的”,但他同样认为“在未来不好说”。

这主要是因为纯电动汽车无论是在产业还是在应用方面,都存在明显缺陷。首先,原材料昂贵造成纯电动车的成本居高不下;其次,伴随纯电动车保有量增加,电网压力也会增大;最后,里程焦虑是纯电动车用户摆脱不掉的“梦魇”,毕竟在便利性上,充电始终无法与加油相比较。

付强认为纯电动车的续航里程已经难以提升:电池的能量密度已濒临天花板,要想提升纯电动车的续航里程,就必须加大电池。但加大电池的同时,汽车重量也会增加,反而会导致续航里程下降,最终有可能“得不偿失”。

氢燃料电池汽车对爱驰来说是“此路不通”,因为丰田和现代是该领域的“霸主”。甲醇氢燃料电池汽车从上下游看“没有致命BUG”,付强将其视为超车日韩车企的“五连发卡弯”。

来自北欧丹麦的BWT公司,是欧洲最大甲醇燃料电池供应商。 今年9月,爱驰与BWT已在丹麦奥尔堡港开建电池工厂。此次战略协议的签署,代表双方合作的加深。

“汽车行业是集成行业,不懂行的人什么都想自己做,最终适得其反。”在谈到为什么要注资BWT时,付强这样说到,“技术并非爱驰发明的,但从资本领域介入,可以‘为我所用’”。

初创公司都缺钱,但甲醇氢燃料电池行业体量较小,因此爱驰投资的成本并不大,付强相信“投资一定会有回报”。

今年3月份,工信部等8部门联合下发《关于在部分地区开展甲醇汽车应用的指导意见》,提出重点在山西等资源禀赋条件较好且具有甲醇汽车运行经验的地区,加快M100甲醇汽车的应用;给予符合国六标准和甲醇汽车排放限值要求的甲醇汽车购买、运行等应用优惠政策。

从上游看,山西高平富产甲醇,据估算年产量达30万吨;从下游看,高平是煤矿大市,对商用车具有刚性需求。加之当地制定了一系列招商引资优惠政策,付强称山西高平为“条件最佳的甲醇氢燃料电池汽车落地省市”。

当被问到是否需要国家政策的“风”时,付强相信在甲醇氢燃料电池领域,爱驰不需要大风,靠小风就能飘起来。

付强对于“补贴”态度很明确,“爱驰并不指望‘补贴’,纯电动车如此,甲醇氢燃料电池汽车亦如此。”

甲醇:新能源车的未来方向?

纯电动车补贴滑坡的今天,爱驰选择将甲醇重整制氢燃料电堆作为增程器,不失为求变的途径之一。不过付强自己也承认,“燃料电池汽车市场今明两年与爱驰都无关,因为我们计划2021年实现量产”。

这套“甲醇重整制氢高温燃料电堆作为增程器的动力总成解决方案”,在爱驰旗下首款赛道级电动跑车Gumpert Nathalie上已得到成功应用。该款跑车已成功运行超过5万公里,证明了甲醇方案的可行性。如何打通产业链的上下游各环节,或将是爱驰未来一段时间的主要任务。

甲醇:新能源车的未来方向?

“灵活是爱驰这种初创公司最大的优势。”付强这样归结爱驰的优点,他坚信甲醇氢燃料电池汽车的未来很光明。

但与此同时,这一技术从落地、量产再到让消费者接受,还有不少的路要走。

编辑:郝秋慧

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作者:王瑞 来源:亿欧

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