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把脈未來能源社會 豐田倡導“氫電共存”發展模式

把脈未來能源社會 豐田倡導“氫電共存”發展模式
2019-11-05 07:00:00 新浪汽車原創

未來中有現實,現實中有務實,豐田在第二屆進博會的展臺主角看似是車,但又超越了車本身。

  新浪汽車訊

  未來中有現實,現實中有務實,豐田在第二屆進博會的展臺主角看似是車,但又超越了車本身。

  如果你還記得首屆進博會豐田的展臺,活生生就是一場舞臺劇,豐田把一座城市搬進來展示了未來移動出行社會中將要服務的每個人和每個場景,主角不是車是人。

把脈未來能源社會 豐田倡導“氫電共存”發展模式

  今年,豐田展臺主題是“保護藍天,共建未來”,所描繪的豐田對氫電共存的能源管理社會的美好愿景。我們看到了熟悉的產品,卡羅拉雙擎、雷凌雙擎E+、CH-R EV,此外還有東京車展剛亮相的全新Mirai Concept以及應用Mirai上搭載的燃料電池堆、高壓儲氫罐等開發的FC卡車,FC拖車,FC叉車。

  熟悉又陌生的是,我們在豐田的展臺還能看到氫能的制造、運輸、儲存和使用等各個環節,豐田第一次把未來社會背后的能量源放到舞臺中央——能源,它才是主角, 

“電動化”非目的,而是手段

  在去年展示的可持續發展社會的內容基礎上,豐田今年更聚焦于推動全方位電動化和未來能源問題解決方案。

  隨著碳排放法規進一步嚴格,以幾大汽車廠商為首的制造業開始尋找各種方法來滿足該要求,能源結構轉換從未來話題迅速成為當下現實。

  在此背景下,用電能代替傳統燃油作為大多數企業的最終解決方案。但是提到日系領袖豐田的電動化戰略時,因其純電動車姍姍來遲一直飽受爭議。

  我們不妨看看“豐田環境挑戰2050”戰略和豐田向未來移動出行服務商轉型戰略,或許就能理解豐田電動化戰略的核心。

把脈未來能源社會 豐田倡導“氫電共存”發展模式

  豐田認為,只有實現環保的車普及才能夠為環保做貢獻,所以在HEV、PHEV、EV、FCEV四種技術路線研發的同時,不斷加強其普及和量產落地。

  基于自身轉型目標和新型環保能源社會的愿景,豐田一直堅持針對不同出行場景研發不同技術,堅信不同出行工具才能構成未來出行社會。

  數據顯示,在全球范圍內豐田電動化產品累計銷量已經達到了1400萬臺以上。經過多年的積累,與HEV共通的電動化核心技術(電池、PCU、電機)也逐步進化,并應用于PHEV、EV、FCEV商品上。

  在氫燃料電池技術方面,時至今日,豐田領先行業突破了燃料電池堆及整車的核心技術問題,并實現了一定范圍的商業化落地,滿足用戶需求。

  乘用車方面,豐田2014年發售首款量產氫燃料電池車Mirai,快充3分鐘后續航達到600km(NEDC工況下豐田測試值),同時對環境非常友好,只排水不排碳,在行駛過程中可以將吸入的空氣里所含的PM過濾掉,起到“負排放”的效果。同時,還能在高寒狀態保持正常的續航和性能。截止目前,Mirai在全球的累計銷售臺數達到了10000臺左右。

把脈未來能源社會 豐田倡導“氫電共存”發展模式

  在今年10月舉辦的東京車展上,豐田還發布了下一代Mirai Concept,比現款Mirai的續航里程提升了30%。全新Mirai這次也亮相進博會豐田展臺。

  此外,豐田也在積極推進Mirai上搭載的燃料電池堆、高壓儲氫罐等技術在產業方面的開發和應用。在日本已經開始進行相關的實證實驗,例如:豐田汽車本社工廠內的FC發電機,7?11用于配送的FC輕卡,機場用于牽引貨物的FC拖車以及FC叉車等。

  機構預測,到2050年,全球燃料電池乘用車保有量預計將達到4億輛,約占全球乘用車保有量的25%;燃料電池卡車保有量將達1500萬~2000萬輛,約占全球卡車保有量的30%;燃料電池巴士保有量將達500萬輛,約占全球巴士保有量的25%。

  如今,豐田不再是一家汽車公司。在2018年出豐田對外宣布轉型成為一家移動出行服務商時,豐田章男的愿景是希望為人類提供安全、環保和自由的出行環境,共建氫能社會是豐田的終極愿景,其中,“電動化”只能是手段,并非目的。

為清潔,氫電可在多個場景下共存

  交通出行是能源結構快速轉型最典型的領域,而在這一輪轉型過程中,電能和氫能是當下受關注度最高的兩種能源。

  兩種能源都有其優缺點。在技術路線上,目前EV是主流,因為電能獲取容易、基礎設施廉價、技術進入門檻低,適合大規模普及。而且,電機效率高、反應快、設計簡單,是理想的動力執行機構。

  與電相比,氫能作為可再生能源可挖掘潛力無限,從存量上看,可以說生活中到處都有氫能。

  如果能夠用科學的方式制取氫能并將其儲存,發揮氫能的注入速度快等優勢,作為補充能源氫能與電共存,可以更好地滿足我們節能環保要求。除了我們提到的乘用車、商用車領域外,同時能夠在大型電站電量不足時“雪中送炭”,成為很好的便捷發電站。

把脈未來能源社會 豐田倡導“氫電共存”發展模式

  在氫能領域,豐田在日本與各地區及公司合作,開發了氫的制造、運輸、儲存和使用相關技術,并開展了示范運行。豐田同豐田通商等集團企業一起,正致力于太陽能、風力發電的水電解制氫,污水污泥以及家畜糞便等的氫制造技術的研發和示范運行工作。

  而在氫電共存實踐落地方面,豐田也在不斷探索和實驗。以豐田生產線為例,氫氣被運送到工廠區域后,在工廠中有各種使用方法,在生產MIRAI的日本總部工廠,豐田同時利用電力和氫氣,在汽車生產過程中挑戰CO2零排放。

  除此之外,我們知道目前各種大型電站都是先發電再送往電網,但隨著終端用戶電能消耗的與日俱增和負荷不同,電網很容易出現高峰和低谷,電力供應不足已是常事。但如果用“氫電”共存的理念,在用電低谷期,可以吸收多余的電來進行電解水生產氫,在高峰期所生產出的氫能可以作為靈活、移動的氫能發電站存在。

  日本已經有很多相關案例,例如在臺風、地震之后的避難所,氫燃料電池大巴可以作為應急發電站對外供電。  

  當然,在整個生產和產業商業化過程中,氫能的制取、儲存和運輸,再到與電能的互相轉化都需要科學合理的過程和嚴格的驗證。

  根據國際氫能委員會(Hydrogen Council)預測,到2050年,全球氫能需求量將是2015年的10倍左右,氫能占全部能源消費的比重會提高到18%;氫能經濟的市場規模將達到2.5億美元,并提供3000多萬個就業崗位;還將帶來6萬噸二氧化碳減排量。

  其實,我們清楚地認識到,電能不環保,氫能在短期內難做到規模化,無論在哪個領域,獨當一面很難為環境做出明顯改善。

  如果越過技術瓶頸,氫能將得到更大范圍的應用,而氫電共存將會是當下制造領域最理想的環保方案。

  開放合作,“普及”才是真環保

  “保護藍天,共建未來”是全人類共同的愿景,什么才是終極解決方案大家都在探討過程中。但是豐田一直堅信,只有將環保車型得到最大化普及,才能夠共同建筑綠色未來。

  可以說,造一輛車和普及一輛車,對豐田而言同等重要。

  豐田對HEV和PHEV車型的普及是全球市場有目共睹的,如今豐田希望與全球合作伙伴共同建造更加環保的、合理的產品組合和能源結構,例如將FCEV車型作為重要一環。在過去一年中豐田與中國眾多合作伙伴在氫燃料電池車領域開展了全方位的技術合作。

把脈未來能源社會 豐田倡導“氫電共存”發展模式

  今年4月,豐田與北汽福田與億華通達成合意,將在福田生產及銷售的FC大巴上搭載采用豐田FC電堆等零部件的億華通FC系統。

  7月,豐田與一汽股份、蘇州金龍及上海重塑達成共識,將在一汽股份、蘇州金龍生產及銷售的FC大巴上搭載采用豐田FC電堆等零部件的上海重塑FC系統。

  今年4月,豐田再次用行動證明了其開放合作能力。豐田決定無償提供持有的關于電機、電控(PCU)、系統控制等車輛電動化技術的專利使用權,涉及專利約23740項。

  在電池領域,今年7月豐田選擇與與寧德時代和比亞迪達成合作,共同探討電池新技術開發、以及電池回收再利用等多個領。

  隨著我國正在推進能源結構改革,已經明確了可再生能源的占比至2035年增加到20%,2050年增加到60%的目標。然而,可再生能源難以穩定供應,氫氣則可為彌補該短板發揮重要作用。例如,在中國,每年的棄光棄電量相當于北京市兩年半左右的電力消耗量,但如果我們將這些可再生能源電力轉換為氫氣并儲存起來,就可以在需要的時候和需要的地方將其作為能源使用。

  據專家預測,中國到2020年左右的氫能潛力可滿足150萬輛FC商用車或750萬輛FC乘用車一年的加氫需求。

  在各個地方,各種場景下,氫能和電能共存是豐田設想的未來的能源社會,但毫無疑問,一段時間內產業發展仍面臨很多突出問題和困難。豐田表示,未來將會以更開放的態度與中國產官學界攜手,共同推動環保可持續發展的社會。

(責編:新浪汽車)
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