尼古拉·特斯拉(中)與尼古拉(左)和特斯拉(右)。特斯拉的電動(dòng)汽車是能開的,但尼古拉的氫能源卡車是不是個(gè)只靠重力的殼子就不知道了
氫能源汽車明星創(chuàng)業(yè)公司尼古拉最近攤上大事了,這家曾一度被認(rèn)為有可能成為下一個(gè)特斯拉的公司慘遭沽空機(jī)構(gòu)做空,股價(jià)腰斬。做空機(jī)構(gòu)發(fā)布公告稱,尼古拉是一個(gè)“復(fù)雜的騙局”,他們從未掌握氫能源燃料電池技術(shù),甚至連宣傳視頻里風(fēng)馳電掣的氫能源卡車,都只不過是一個(gè)從坡上推下來依靠重力滑行的車殼子。本該力挽狂瀾的尼古拉創(chuàng)始人特雷佛·米爾頓宣布辭職,將一個(gè)燙手山芋交給了 才剛剛?cè)牍傻耐ㄓ闷嚬尽?/p>
短短1個(gè)月,尼古拉從明星變成騙子,股價(jià)也從暴漲迅速轉(zhuǎn)向暴跌,劇情過于跌宕起伏,以至于有媒體譏諷,米爾頓只用了3個(gè)月,就從“下一個(gè)馬斯克”,變成了“下一個(gè)賈躍亭”,而尼古拉則從“下一個(gè)特斯拉”,變成了“汽車界的瑞幸”。
曾經(jīng)的尼古拉可謂風(fēng)光無限。馬斯克用了尼古拉 · 特斯拉的姓,造用鋰電池的電動(dòng)汽車;米爾頓就取了尼古拉 · 特斯拉的名,造用燃料電池的氫能源汽車,其對(duì)標(biāo)的意味不言而喻。類似的概念,類似的風(fēng)格,有特斯拉的大紅大紫珠玉在前,尼古拉在資本市場(chǎng)也曾炙手可熱。
但作為電動(dòng)汽車的領(lǐng)軍者,特斯拉的銷量節(jié)節(jié)攀升,尼古拉卻遲遲不能推出自己的產(chǎn)品?!膀_局說”發(fā)布之后,米爾頓的辭職和尼古拉緊隨其后的一系列蒼白無力的辯解,在外界看來基本上就相當(dāng)于是承認(rèn)了自己不誠(chéng)實(shí)。
一時(shí)間墻倒眾人推,只剩已經(jīng)入局的通用和摩根大通還在極力為尼古拉站臺(tái)。但城門失火,殃及池魚。這次的事情扎扎實(shí)實(shí)地給氫能源汽車行業(yè)帶來了一陣寒意,外界的質(zhì)疑紛至沓來:尼古拉一家的騙局事小,氫能源汽車這個(gè)概念本身是不是就不靠譜啊。
沽空機(jī)構(gòu)的 “騙局說” 到底有幾分真假,尼古拉的未來到底將會(huì)怎樣,子彈還要再飛一會(huì)。但認(rèn)為氫能源汽車不靠譜的聲音,卻越來越多。
首先就是特斯拉的馬斯克。這位硅谷 “鋼鐵俠” 曾在公開場(chǎng)合表示,氫能源汽車是一個(gè) “非常愚蠢” 的概念:“如果你拿一塊太陽(yáng)能電池板直接給電池組充電,與電解相比,取氫,分離氧氣,壓縮氫氣……氫能源汽車的效率大約是電動(dòng)汽車的一半?!彼f的沒錯(cuò)。物理原理上的綜合能源效率低,正是氫能源汽車相比于電動(dòng)汽車的最大短板。
傳統(tǒng)車企的佼佼者、也是電動(dòng)汽車的擁護(hù)者大眾也持有同樣的觀點(diǎn)。大眾認(rèn)為,從新能源發(fā)電、電力傳輸,到把電力儲(chǔ)存在電池里面、再轉(zhuǎn)換成機(jī)械能驅(qū)動(dòng)車輛前進(jìn),電動(dòng)汽車的綜合能源效率大概在 70%~80% 左右。而氫能源汽車,從電力到產(chǎn)氫就已經(jīng)損失了45%的效率了,再在燃料電池里把氫能變回電力,剩下的能量里面又有 55% 左右的損失。最后變成機(jī)械能,綜合能源效率只有 25%~35%。
同樣的電,直接存進(jìn)電池里不好嗎?為什么還要折騰一遭,變成氫,再變成電呢?如果單純從這點(diǎn)來看,氫能源汽車連發(fā)展都不應(yīng)該發(fā)展起來。而且,除了效率低,氫能源汽車還有另外四個(gè)看上去都很致命的缺點(diǎn):那就是氫氣的生產(chǎn)、儲(chǔ)存、加氫和作為動(dòng)力來源的燃料電池沒有一個(gè)是便宜的。
生產(chǎn)方面,雖然氫元素的來源取之不盡,用之不竭,但到 2018 年,氫氣95%的來源還是化石燃料,碳排放高昂。利用太陽(yáng)能、風(fēng)能等新能源生產(chǎn)氫能,成本高昂。儲(chǔ)存方面,氫氣是世界上最輕的物質(zhì),其單位體積含有的能量比碳?xì)浠衔镄〉枚?。蘊(yùn)含同樣能量的基礎(chǔ)設(shè)施,儲(chǔ)存氫氣的體積要比儲(chǔ)存汽柴油大3倍~4倍。而其它的儲(chǔ)氫技術(shù)則是又貴又不成熟。
加氫則是目前看上去最大的問題?;叵腚妱?dòng)汽車剛開始推廣的時(shí)候,大家最擔(dān)心的問題就是充電樁的分布不夠。而加氫站,和小巧的充電樁完全是兩個(gè)概念。一個(gè)功能類似于加油站的加氫站,成本是加油站的兩倍。而為了維持氫能源汽車與汽柴油車差不多的運(yùn)營(yíng)成本,氫氣的售價(jià)還不能太高。在有政府高額補(bǔ)貼的情況下,中國(guó)的加氫站才能勉強(qiáng)維持收支平衡。盡管政府在大力推廣加氫站,但成本始終是懸在加氫站企業(yè)頭上的一把利劍。
最后,燃料電池方面,盡管成本已經(jīng)隨著技術(shù)的進(jìn)步大幅下降,但相比于電池來說還是很高。彭博新能源財(cái)經(jīng)(BNEF)發(fā)布的報(bào)告顯示,到 2030 年,氫能源汽車的成本仍將比電池汽車高 20%~50%,國(guó)際能源署則認(rèn)為,目前,氫能源汽車的成本約為電動(dòng)汽車的兩倍。其它不少研究機(jī)構(gòu)也認(rèn)同這一點(diǎn)。這樣看來,氫能源汽車似乎并不應(yīng)該有任何的機(jī)會(huì)。
事實(shí)也似乎印證了馬斯克和大眾的判斷。截止到 2018 年,全世界共售出約 1.1 萬(wàn)輛氫能源汽車,這已經(jīng)比 2017 年增長(zhǎng)了 56% 了。但與之同期,電動(dòng)汽車的累計(jì)銷量已經(jīng)達(dá)到 510 萬(wàn)輛。
然而,從 2013 年的現(xiàn)代和 2014 年的豐田 Mirai 開始,氫能源汽車卻在夾縫中艱難地逐漸成長(zhǎng)了起來。
2018 年 5 月,中國(guó)國(guó)務(wù)院總理李克強(qiáng)訪問日本,期間參觀了豐田汽車在北海道的廠區(qū),考察了豐田氫能源汽車的發(fā)展情況。之后,在中國(guó)一直比較 “冷門” 的氫能汽車概念忽然迅速升溫。到去年,有媒體甚至表示,“汽車行業(yè)如今正在上演一場(chǎng)‘三國(guó)殺,電動(dòng)汽車、氫燃料電池汽車和燃油汽車,誰(shuí)能笑到最后仍未可知?!?/p>
目前的氫能源汽車的市場(chǎng)基本被豐田、現(xiàn)代、本田等日韓車企壟斷,但英國(guó)的捷豹路虎,德國(guó)的寶馬,美國(guó)的通用、Hyperion,中國(guó)的廣汽、上汽也都紛紛發(fā)力,或是已經(jīng)推出了自己的氫能源汽車,或是正打算這么做。
豐田Mirai,全球首部商業(yè)銷售的氫氣燃料電池汽車,是氫能源汽車領(lǐng)域的明星產(chǎn)品
氫能源汽車的風(fēng)頭,似乎正越來越勁。大家之所以爭(zhēng)先恐后地涌入這個(gè)賽道,是因?yàn)榕c電動(dòng)汽車相比,氫能源汽車雖然有著效率低的短板,卻有著另外兩個(gè)明顯的優(yōu)勢(shì)。首先,是續(xù)航能力。氫能源汽車使用的燃料電池和電動(dòng)汽車使用的鋰電池,其作用機(jī)理截然不同。盡管最后的結(jié)果都是把儲(chǔ)存在內(nèi)部的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為了電能,但鋰電池依賴的是之前充進(jìn)來的電能,而燃料電池依賴的,是燃料。對(duì)于氫燃料電池來說,就是儲(chǔ)存起來的氫氣。這意味著,對(duì)于氫能源汽車來說,提高里程,只需要提高儲(chǔ)能罐的數(shù)量或容積就可以了。加拿大氫及燃料電池協(xié)會(huì)發(fā)布的對(duì)比顯示,長(zhǎng)距離版本的特斯拉 Model 3 需要的電池重量接近半噸,而豐田 Mirai 的儲(chǔ)氫罐則只有 88 公斤。
其次,是可以快速加氫。電池的充電速度與里程不可兼得,直接更換電池的 “換電” 思路則需要新建與之前完全不同、復(fù)雜程度大幅提升的換電站。而氫能源汽車加氫的速度卻可以和加油一樣快,設(shè)施也可以像加油站一樣簡(jiǎn)單。此外,氫氣燃燒的唯一產(chǎn)物就是可以直接飲用的水。而發(fā)出的電能,會(huì)和電動(dòng)車一樣,輸送到電機(jī)中產(chǎn)生機(jī)械能,驅(qū)動(dòng)汽車前進(jìn),所以氫能源車可以和電動(dòng)車一樣的干凈,沒有噪音,百公里加速兩秒左右也一樣不在話下。可以這么說,氫能源汽車可謂是結(jié)合了燃油車和電動(dòng)汽車的幾乎全部?jī)?yōu)點(diǎn),而把燃油車討厭的排放和噪音、電動(dòng)車煩人的續(xù)航里程和充電時(shí)間拋在了九霄云外。
世界首架氫能源飛機(jī)首飛成功
至于安全性,與今年僅僅中國(guó)就已經(jīng)發(fā)生過 20 起自燃事故的電動(dòng)汽車相比,氫能源汽車其實(shí)并不存在明顯的劣勢(shì)。發(fā)生泄漏的時(shí)候,儲(chǔ)氫罐中密度極輕卻壓力很高的氫氣會(huì)迅速升高、散逸到大氣中,甚至槍擊、火燒都不會(huì)讓氫氣罐發(fā)生爆炸。而汽油則會(huì)揮發(fā)在汽車周圍,或者流到地面上,形成安全隱患。因此,氫氣并不會(huì)比汽油危險(xiǎn),汽油車、加油站能達(dá)到的安全性,氫能源汽車、加氫站也能實(shí)現(xiàn)。因此,如果可以通過技術(shù)進(jìn)步、政策扶持等方式解決成本的問題,氫能源汽車未必不能與電動(dòng)汽車一較高下。而且,氫能源汽車相比于電動(dòng)汽車的成本劣勢(shì)也不是一成不變的。在城市通勤乘用車、輕型卡車領(lǐng)域,氫能源汽車在成本上尚不占優(yōu),但在對(duì)車體單位重量成本更加敏感的長(zhǎng)途重載卡車領(lǐng)域,氫能源汽車就可以充分利用其續(xù)航里程長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì)。這不止是國(guó)際能源署等機(jī)構(gòu)所建議的氫能源汽車的發(fā)力方向,也是尼古拉等氫能源車企的定位。彭博能源財(cái)經(jīng)預(yù)計(jì),到 2031 年,氫能源卡車的成本將下降到柴油車以下。而在這個(gè)領(lǐng)域,除非電池技術(shù)出現(xiàn)革命性突破,否則電動(dòng)汽車將很難討到便宜。
從去年開始,全球掀起了一股氫能源政策高潮,國(guó)際能源署、加拿大、中國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、挪威、英國(guó)、美國(guó)、澳大利亞,再加上本來就在氫能源領(lǐng)域深耕許久的日本和韓國(guó),紛紛出臺(tái)或強(qiáng)化氫能政策,大力扶持氫能源發(fā)展。
電動(dòng)汽車的成本之所以近年來快速下降,重要原因之一就是中國(guó)供應(yīng)鏈參與了鋰電池等電動(dòng)汽車部件的生產(chǎn)和開發(fā)。而隨著中國(guó)開始在氫能源汽車領(lǐng)域發(fā)力,后者的成本下降也已經(jīng)悄然發(fā)生。從 2014 年~2019 年,北美和歐洲堿性電解水制氫的成本已經(jīng)下降了 40%,而中國(guó)的成本則更是降到了美歐的 20%。如此陡峭的成本下降趨勢(shì),不禁讓人們想起價(jià)廉物美的中國(guó)供應(yīng)鏈給太陽(yáng)能光伏電池、鋰離子電池行業(yè)曾經(jīng)帶來的革命性變革。不少人期待,類似的變革也可以發(fā)生在氫能源領(lǐng)域里。
國(guó)際能源署預(yù)計(jì),隨著政策的支持和技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步,氫能的成本將出現(xiàn)顯著下降,氫能源利用的規(guī)模將大幅提升。到了 2050 年,氫能源汽車就將有望把成本降到電動(dòng)汽車以下。更進(jìn)一步,如果我們把目光從最火熱的新能源汽車領(lǐng)域移開,就會(huì)發(fā)現(xiàn)氫能的藍(lán)海遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止于此。在交通領(lǐng)域,比長(zhǎng)途重卡更加長(zhǎng)途、重載的輪船,就是氫能源的重要發(fā)展方向。甚至,飛機(jī)也成為了最新?lián)肀淠艿慕煌üぞ?。由美?guó)初創(chuàng)公司 Zeroavia 研發(fā)的世界首架全氫能飛機(jī)在英國(guó)首飛成功,空客也宣稱要在 2035 年讓3款氫能概念機(jī)服役。氫能航空已經(jīng)緩緩拉開大幕。
交通領(lǐng)域之外,任何嚴(yán)重依賴化石燃料產(chǎn)生的熱量進(jìn)行生產(chǎn)的工業(yè)過程,都是氫能的理想目標(biāo)。在發(fā)電領(lǐng)域,通用電氣、三菱等公司均已研制成功利用氫氣進(jìn)行發(fā)電的燃?xì)廨啓C(jī)。這意味著無需對(duì)現(xiàn)有發(fā)電設(shè)施進(jìn)行徹底改變,就可以實(shí)現(xiàn)零碳排放發(fā)電。而在煉鋼、玻璃、建筑供熱等無需轉(zhuǎn)換為電力、卻面臨著巨大減排壓力的領(lǐng)域,氫能可能帶來的減排意義將更加顯著,經(jīng)濟(jì)效益也更明顯。
國(guó)際能源署預(yù)計(jì),到 2050 年,僅交通領(lǐng)域的氫能需求就將占到美國(guó)總電力需求的 10%。彭博能源財(cái)經(jīng)也預(yù)計(jì),如果政策得力,氫能將有可能提供全球 24% 的能源需求,助力達(dá)成在本世紀(jì)末將全球氣候變暖控制在 1.5攝氏度以下的目標(biāo)。
盡管尼古拉可能會(huì)倒下,但沉舟側(cè)畔千帆過,病樹前頭萬(wàn)木春。國(guó)際能源署認(rèn)為,氫能源雖然起步較晚,如今卻正逢其時(shí)。氫能將注定成為人類應(yīng)對(duì)全球氣候變暖的重要解決方案之一,這個(gè)行業(yè)正變得越來越火熱,圍繞氫能源技術(shù)展開的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)也將越來越激烈。(摘自美《深科技》)(編輯/費(fèi)勒萌)