電動(dòng)車在國(guó)內(nèi)早已盛行，為何氫能源仍引起重視？多省提前布局，海內(nèi)外連接器大廠相繼展開(kāi)研發(fā)——最輕的元素，竟有如此重要的意義。

「明明已經(jīng)有電動(dòng)車了，為什么還要發(fā)展氫能源汽車?」今年以來(lái)，很多網(wǎng)友都發(fā)出了類似的疑問(wèn)。

7月份，國(guó)內(nèi)新能源汽車滲透率突破50%，車型以純電或油電混動(dòng)為主，電動(dòng)汽車在國(guó)內(nèi)，已逐漸成為主流。

▲新能源汽車滲透率 圖/乘聯(lián)分會(huì)

與此同時(shí)，我國(guó)對(duì)于氫能源發(fā)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(fèi);

4月，四川省表示將探索氫能源汽車通行高速公路費(fèi)用全免;

5月，全球首款氫能源電動(dòng)自行車在無(wú)錫下線;

8月，全國(guó)首列宜賓氫能源智軌電車正式上線運(yùn)營(yíng)，該電車于7月份裝配下線，采用了35MPa儲(chǔ)氫系統(tǒng)和大功率燃料電池系統(tǒng)，單次加氫可行駛里程超200公里，行駛過(guò)程中零排放、無(wú)污染。

國(guó)內(nèi)電動(dòng)車優(yōu)勢(shì)已經(jīng)十分明顯，為何還要發(fā)展氫能源?

01|國(guó)內(nèi)加速發(fā)展氫能源

當(dāng)前中國(guó)的能源結(jié)構(gòu)正在經(jīng)歷深刻的轉(zhuǎn)型，可再生能源快速發(fā)展、化石能源往清潔高效利用方向發(fā)展，能源政策也不斷優(yōu)化。

自2023年以來(lái)，國(guó)家對(duì)于氫能源的扶持力度不不斷加大，多部門相繼出臺(tái)政策扶持，氫能源的發(fā)展進(jìn)入快車道。目前，國(guó)內(nèi)加氫站數(shù)量以達(dá)到全球第一，多地也相繼建成了制氫加氫一體站、PEM制氫設(shè)備等氫能源基礎(chǔ)設(shè)施，長(zhǎng)距離輸氫管道也已投入規(guī)劃建設(shè)。

官方對(duì)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(shù)據(jù)顯示，2023年全年氫燃料電池汽車實(shí)銷7760輛，同比增長(zhǎng)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(zhǎng)率達(dá)到137%，漲勢(shì)喜人。

隨著“雙碳”戰(zhàn)略的持續(xù)推進(jìn)及各地氫能源政策的進(jìn)一步落地，氫能源汽車的推廣規(guī)模有望得到更加快速的擴(kuò)展，根據(jù)中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)組織編制的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0》預(yù)測(cè)，2025年我國(guó)氫燃料電池汽車保有量將達(dá)到10萬(wàn)輛左右，2030年將達(dá)到100萬(wàn)輛左右。

眾所周知，氫能源是日本的強(qiáng)項(xiàng)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，日本申請(qǐng)的氫能源相關(guān)專利數(shù)量達(dá)到34624個(gè)，占全球的60%以上，在多個(gè)關(guān)鍵技術(shù)方面處于全球絕對(duì)領(lǐng)先地位。為何在這個(gè)基礎(chǔ)上，國(guó)內(nèi)要大力支持氫能源發(fā)展，對(duì)于相關(guān)產(chǎn)業(yè)，又能帶來(lái)什么機(jī)會(huì)?

02|對(duì)連接器的新考驗(yàn)

當(dāng)前氫能源車輛主要有兩種工作形式，氫內(nèi)燃機(jī)車(HICEV)和氫燃料電池車(FCEV)，氫內(nèi)燃機(jī)車和傳統(tǒng)油車的區(qū)別在于燃料。在使用過(guò)程中，其對(duì)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(fā)生超級(jí)爆震，且會(huì)產(chǎn)生氮氧化物等有害物質(zhì)。

因而，我國(guó)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(guò)氫氣和氧氣在電堆中催化劑的作用下發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，使車輛前行，其排放物為水，對(duì)環(huán)境更為友好。

▲質(zhì)子交換膜燃料電池結(jié)構(gòu)原理 圖/Hydrogen Energy Engineering[M]. Springer, 2016

不難發(fā)現(xiàn)，氫燃料電池車輛的驅(qū)動(dòng)形式，本質(zhì)上依然是電驅(qū)動(dòng)。那這是否意味著，現(xiàn)有新能源汽車的連接器，對(duì)于氫能源車型，也可以拿來(lái)就用呢?

答案是否定的。與其他電驅(qū)動(dòng)車輛相比，氫能源汽車的連接器，主要增加了氫燃料電池內(nèi)部的相關(guān)的線束，這些線束因?yàn)樯婕皻錃獾幕瘜W(xué)性質(zhì)，在指標(biāo)上和傳統(tǒng)的高壓線束又有區(qū)別。

《國(guó)際線纜與連接》記者咨詢了萬(wàn)聯(lián)新能總經(jīng)理李建。李建向記者介紹：“由于氫燃料電池工作時(shí)濕度較高，因此氫能源燃料電池內(nèi)部的連接器，對(duì)于防潮和防腐蝕的可靠性要求更高，耐化學(xué)腐蝕的能力也需要更強(qiáng)。”

此外，李建還提到，氫燃料電池內(nèi)部的連接器，由于尺寸比較小，對(duì)連接器的精度要求也會(huì)更高。

作為興萬(wàn)聯(lián)電子的專為氫能源業(yè)務(wù)成立的子公司，萬(wàn)聯(lián)新能可以說(shuō)是國(guó)內(nèi)第一代開(kāi)發(fā)氫能源汽車連接器的廠商，產(chǎn)品主要集中在氫能源電池的電壓采集，電池控制器以及內(nèi)部高壓電纜領(lǐng)域等。

在海外，也有不少大廠針對(duì)氫能源應(yīng)用進(jìn)行專門的研發(fā)，涉及的應(yīng)用場(chǎng)景也不盡相同。德國(guó)連接器大企浩亭集團(tuán)推出的Han-Ex?，Han?3A、Han?DDD等連接器，均適用于氫能源場(chǎng)景下。肖特的Eternaloc?饋通板，則適用于氫冷式渦輪發(fā)電機(jī)。

03|發(fā)展氫能源的必要性

通過(guò)對(duì)比，我們也不難發(fā)現(xiàn)，氫能源交通工具和電動(dòng)交通工具殊途同歸，雖然兩者在設(shè)計(jì)和指標(biāo)上有所區(qū)別，但都是通過(guò)電驅(qū)動(dòng)的形式，達(dá)到節(jié)能減排，高質(zhì)量發(fā)展的效果。

最近的幾年時(shí)間里，800V讓電動(dòng)車充電越來(lái)越快，同時(shí)也有越來(lái)越多的光儲(chǔ)充一體充電站落地。這給了我們一個(gè)啟示：電驅(qū)動(dòng)車輛的核心，在于儲(chǔ)能和補(bǔ)能。如何讓車輛儲(chǔ)存更多的能量，或者通過(guò)快速的補(bǔ)能，實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)遠(yuǎn)的續(xù)航，一直是眾多車企和消費(fèi)者最為關(guān)心的問(wèn)題。

氫能源的使用，是這個(gè)問(wèn)題的一個(gè)有效答案：一般來(lái)說(shuō)，一臺(tái)氫能源汽車的充氣時(shí)間為3～5分鐘，與傳統(tǒng)燃油車型補(bǔ)能時(shí)間相近，續(xù)航里程亦能達(dá)到數(shù)百乃至1000公里。即便是一輛氫能源公交車，其加氫時(shí)間也僅需～15分鐘，補(bǔ)能過(guò)程相當(dāng)方便。

更為重要的是，氫作為一種理想的長(zhǎng)期儲(chǔ)能方式，能夠大規(guī)模轉(zhuǎn)化可再生能源，并進(jìn)行長(zhǎng)周期的儲(chǔ)存、運(yùn)輸和能源化使用。

氫可通過(guò)可再生電力經(jīng)電解水方法制備，制取過(guò)程不產(chǎn)生二氧化碳，因此稱之為綠氫。而通過(guò)該方法制備的氫氣，又可通過(guò)壓縮存儲(chǔ)、液態(tài)存儲(chǔ)、固態(tài)存儲(chǔ)等方式進(jìn)行儲(chǔ)存，最終通過(guò)管道和車輛等不同運(yùn)輸形式，到達(dá)不同的補(bǔ)能場(chǎng)所。

以電動(dòng)汽車常見(jiàn)的充電問(wèn)題為例：近期，湖北高速公路首座氫能源離網(wǎng)超充站項(xiàng)目在武漢成功簽約，可通過(guò)氫電耦合技術(shù)，在用電低谷時(shí)將風(fēng)、光電能等清潔能源制氫存儲(chǔ)，在用電高峰時(shí)再通過(guò)氫燃料電池發(fā)電，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)削峰填谷，有效應(yīng)對(duì)節(jié)假日“充電潮汐”現(xiàn)象。

在一些不具備建設(shè)光儲(chǔ)充一體化充電站的場(chǎng)所，氫能離網(wǎng)充電不失為一個(gè)有效的解決方案。

由此可見(jiàn)，氫能源發(fā)展的意義并不局限于一款產(chǎn)品，一個(gè)品類，更多是通過(guò)綠色的方式，完成儲(chǔ)能和補(bǔ)能的基礎(chǔ)建設(shè)，在這個(gè)基礎(chǔ)上豐富能源供應(yīng)來(lái)源，保障能源安全，帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。隨著新型交通方式和儲(chǔ)能的升級(jí)建設(shè)，氫能源的舞臺(tái)會(huì)更加廣闊。

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審核編輯 黃宇