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汽车界的下一个“特斯拉”:这家初创企业要用氢动力卡车撬动汽车行业

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 olivia chan • 2019-04-15 14:32:24 来源:前瞻网 E1989G0

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(图片:尼古拉官网)

在新能源汽车这个大潮流里,不断涌出各式各样的汽车企业,现阶段的新能源汽车大部分还是以电动汽车为主。其中也有一些插电混动式汽车,来以降低尾气的排放,保护环境。

还有一种新能源汽车,它是采用氢作为燃料来驱动汽车行驶的,被称为氢动力汽车。

不同于内燃机引擎,这种汽车装配的燃料电池通过氢气和氧气之间的化学反应来产生电能。这个过程完全清洁,没有气体排放,没有任何有毒的副产物。该化学反应只有两种产物:水和能量。

其实要说零排放无污染汽车,氢动力汽车要比电动汽车来的更为纯粹。

自上个世纪60年代末,通用汽车以保护环境为名,揭开这一汽车前沿技术的序幕以来,已经过去了50年。半个世纪以来,氢气一直被视作一种很有前途但仍未被彻底征服的汽车燃料。

由于成本居高不下和技术落地难,缺乏加氢站等基础设施,这使得氢气对零排放汽车的吸引力大打折扣,在电动汽车面前黯然失色。

扼住氢动力汽车命运之喉的“作祟者”

由于具有“零排放”、能量转换效率高、燃料来源多样并可灵活取自于可再生能源等优势,氢燃料汽车因而被认为是实现未来汽车工业可持续发展的重要方向之一,也是解决全球能源和环境问题的理想方案之一。

但这种极具前景的氢动力汽车在技术落地方面却遭遇窘境,经常被放在2050年这个尺度的“远景”上去讨论。于是有人戏谑:氢燃料电池是未来的完美技术,但它永远只存在于未来!

实际上,仅仅在2017,全球就有120万辆新电动汽车走上街头,而对于氢动力汽车来说,直到2027年,上路的氢燃料电池汽车也不会超过7万辆。

单就起步而言,电动汽车的基础设施建设——充电站网络,已经到位。而对于建设加氢站网络和所谓的氢能高速公路则令人望而却步。仅仅是一个加氢站就需要36个月的建设,耗资1百万美元。而氢动力汽车本身的制造也很昂贵(燃料电池需要使用铂触媒),这意味着最终售价也会十分高昂。在美国,最贵的在售车型是丰田Mirai,零售价高达58365美元。

储氢也是一个主要的难点。液态氢空间要求最小,但是它需要在-427华氏度(-225摄氏度)的条件下储存,这得花不少能量来保持这个温度。氢气是分子量最小的气体,比氦气还轻,所以它非常容易逃逸。另外,同样能量的氢气(液态)的体积是汽油的三倍,这意味着,一辆40吨的卡车可以一次运送26吨汽油,而只能运送0.44吨的压缩氢气。

而且,尽管回收能源可以用于生产氢气,但现在就美国而言,95%的氢气是用化石燃料生产出来的。所以,氢气虽属于清洁能源,生产过程并不清洁,或者说至少目前是这样。

虽然氢动力汽车在遭遇技术困境,但是瑕不掩瑜,除了零污染外,还具有其能源无法比拟的优势。

的确,加氢似乎比加注汽油更加昂贵。(按价格-能量来计算,氢气的成本接近于5.6每加仑的油价)但是氢动力汽车比其他新能源车有更长的续航里程。一辆氢燃料电池汽车加一次氢能行驶300英里(483公里),而电动车想要达到这个里程异常艰难。

同样,电池比氢或传统柴油的充电时间长的多。使用柴油,加一分钟的油可以为一辆大型卡车提供20英里的行驶里程,而使用氢气,注一分钟的氢气可以提供12英里的行驶里程。但对于电池驱动的卡车来说,充电一分钟只能行驶3英里。照此计算下来,一辆卡车行驶500英里,加柴油需要25分钟,加氢需要42分钟,但电动卡车充电可能需要两个半小时以上。(马斯克曾表示,特斯拉正在研发“超级快充”充电站,可以在30分钟内为其未来半挂卡车提供400英里的续航里程,但与此同时充电成本肯定也会大幅上涨。)

再者就是重量优势。电池的重量一直是电池无法逃避的短板。重量是里程的大敌,通过增加电池来提高续航,让越来越多的能量被电池重量所抵消和浪费。比如40吨电池动力卡车,500公里续航需要8吨电池。这个数字确实让人难以置信。然而燃料电池组却更轻,更易于操作。氢燃料电池动力传动系统的重量可与柴油发动机相媲美,来自丰田的专家甚至说,或许会更轻。并且单位重量氢气的能量是柴油燃料的三倍。

综合氢动力汽车的诸多特性,权衡利弊后,一些专家依然相信,氢动力汽车在不久之后至少会是交通工具大军中的一部分。

目前,日本、德国和韩国已经有大量燃料电池汽车上路,而澳大利亚、挪威、丹麦、中国和美国紧随其后,正在加紧研发。此外,许多企业也在暗自发力,欲征服氢动力汽车这朵“带刺的玫瑰”。

丰田 - Mirai

关于氢动力汽车的研发,日本现在处于世界领先地位。早在2014年日本把氢动力汽车量产出来,这台车是丰田企业生产的首辆氢动力汽车叫做丰田Mirai,并且它已经上市正式售卖了。可以说是氢动力汽车的一个里程碑。

本田-Clarity FCEV

本田Clarity是四款燃料电池车型中最受“追捧”的角色。Clarity在JC08工况下的续航里程为750公里,同样超越了燃油车。除了核心技术之外,Clarity也针对能耗进行了一些车身优化,比如它的后轮轮拱上部是封住的,这样做便能降低一部分风阻,进一步降低氢气的消耗。

现代-Nexo

现代曾在17年8月份的时候发布了一款趋近于量产的概念氢动力汽车叫做"Next Generation FCEV"。时隔半年后的这款车已经正式发布,被命名为Nexo,这台氢动力汽车也是现代汽车首次尝试大规模生产的汽车。Nexo的百公里加速度为9.5s与现在的普通家用车持相同的水平,续航里程为595公里。在加氢站5分钟即可加满。

除了汽车和卡车,氢气几十年年来一直被美国宇航局作为固定发电机,还被开发用于驱动火车,甚至轮船和渡轮等其他交通工具。

比如2018年德国首辆低噪音零排放列车投入商业运营,时速达140公里。再如,2017年世界首款氢能源电动自行车在法国上路,这款自行车重25公斤,跟普通电动车的重量相差无几。但普通电动车充电需要3个小时,而氢能源电动自行车充电只需两分钟。

虽然过去有不少企业前赴后继加入氢动力汽车这一大军,不过取得效果甚微。但现在有一个美国初创企业可能会在未来几年搅动氢动力汽车这一池春水,让这一领域迎来质的飞跃也未可知。

这家位于亚利桑那初创公司尼古拉汽车(Nikola Motor)的创始人认为,氢动力汽车所面临的问题不在于技术,而是大型卡车才是氢燃料的“最佳标配”。

尼古拉汽车公司是一家设计和制造电动汽车、能源储存系统和电动汽车传动系统等的初创公司。目前已经推出了三款氢动力燃料卡车。

在2017年上半年推出了第一款氢燃料动力卡车-Nikola One,续航可达到1200英里。去年9月,尼古拉与马勒达成合作,开发全新氢电重卡NikolaTwo。该卡车设计巡航范围为500至1000英里(800至1600公里),该汽车将于2021年推出这款车型。去年11月,第三款氢燃料电动半挂式卡车Nikola Tre问世,这是“第一辆欧洲零排放商用卡车”,续航能力为500到1200公里不等。

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(图片为尼古拉氢动力卡车Nikola One,图片来源:尼古拉官网)

尼古拉的CEO特雷弗•米尔顿(Trevor Milton)表示:“在重型卡车方面氢燃料的表现更出色,我们的氢驱动的卡车就比特斯拉的电动卡车轻5000磅。美国第二大铝制啤酒罐制造厂安海斯·布希(Anheuser Busch)向特斯拉订购了四五十辆卡车,但向我们订购了八百辆氢动力卡车。”事实上,尼古拉已经从安海斯-布希和美国运通(U.S. Express)等大客户那里获得了价值140亿美元的卡车租赁合同,每一份为期7年的租赁合同价值约100万美元。

该创始人在接受福布斯的采访时曾骄傲地表示:“我们八年的产量都卖光了。”

尼古拉之所以推广氢动力卡车,是因为在大型卡车上安装装有压缩氢气的大型储罐比在小型汽车上更容易,而在大量使用氢气的商用卡车上,这项技术的成本更容易收回,并且加油时间和行驶里程与柴油卡车相当。尼古拉将与特斯拉、戴姆勒和比亚迪等几家采用电池驱动卡车的公司展开竞争。

尽管在加利福尼亚州分配压缩氢气的公共站点数量最多,但目前还只有37个,远远不够。与马斯克为特斯拉车主建立的广泛的超级充电网络一样,尼古拉正在美国各地建造700个氢气站,这些氢气站将成为全球最大的氢气站网并将改变越野旅行的游戏规则。

通过建造数以万计的氢动力大型钻井平台以及横贯美国大陆的氢气加油站,尼古拉将扮演使氢气成为主流能源的催化剂。

尼古拉的氢气站网络将在下一个十年内建成,其中包括从水中提取氢气、利用风能、太阳能和其他可再生能源发电的独立氢气加油站。未来三年将是艰难的,需要这家羽翼未丰的初创企业不间断地投入资金。

为此,尼古拉正在大量寻求融资:除了目前已筹集的3亿美元,还在寻求12.5亿美元的融资。此外,靠单打独斗撬动这个新领域是不太现实的,因此尼古拉目前正在寻求广大盟友的支持。

本周,尼古拉将在亚利桑那州召开由尼古拉领导的氢技术会议,大力推动氢技术的发展。会议将召集供应商、合作伙伴、潜在投资者、未来客户和汽车制造商,以激发人们对氢动力的热情,赢得强大的盟友。

尼古拉CEO将在会上详细阐述一项将在未来十年实现的战略:包括为凤凰城外建造一个占地500英亩的工厂,计划明年初破土动工。该工厂旨在每年生产多达50万辆半挂式卡车,就放眼全球来看,这一数字也预示着一项巨大的生产能力。

总之,路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。尼古拉在撬动这一新兴市场方面必定会遇到诸多困难,但同时也面临巨大机遇,在一点上与最初的特斯拉不尽相同。

2006年,马斯克和特斯拉最初的管理团队提出了一个在当时看来不切实际的愿景:要用新一代电动汽车颠覆汽车行业。13年后,马斯克的使命虽尚未完成,但特斯拉已经取得了远远超过预期的成就,并推动汽车竞争对手竞相转向电动汽车。

因此,有人甚至将现年4岁的尼古拉的境况比作13年前的纯电动汽车制造商特斯拉,称它为“氢电动汽车界的特斯拉”。

如果尼古拉在氢燃料方面取得了一半的成就,而汽车制造商在氢燃料进入新的应用领域后,继续增加燃料电池的供应,那么尼古拉给汽车行业带来的影响也不亚于特斯拉。

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