低碳时代，“氢能源+自动驾驶”是刚需还是噱头？

氢能源电池还要经过市场的多方面验证。

 文｜低速无人驾驶编辑部

随着全球气候变暖、臭氧层破坏等系列环境问题的加剧，以及能源结构的改变，低碳、零碳成为人们大力倡导的生产生活方式。

在自动驾驶领域，氢能源作为一种清洁能源，也受到了行业关注，成为多家企业新技术和产品研发的战略选择。

全球多家企业前瞻布局

据新战略低速无人驾驶产业研究所了解，为顺应绿色、低碳发展大趋势，近年来市面上出现了多款无人驾驶车辆，都是以使用氢能源为技术亮点。

• 国家农机装备创新中心：5G氢燃料无人驾驶拖拉机

2020年6月，国家农机装备创新中心在洛阳发布首台5G氢燃料无人驾驶电动拖拉机ET504-H。这台无人驾驶拖拉机，使用氢能源，可以实现加氢3分钟，耕地4个小时的长续航作业，也是我国首台氢能源无人驾驶拖拉机。

• 现代汽车：智能氢卡Trailer Drone

2021年11月，现代汽车推出的无人驾驶概念卡车Trailer Drone亮相进博会，车辆装配了两台搭载氢燃料电池的e-Bogie，甚至可实现横向移动，达到了前所未见的高机动性。可在港口作业与狭窄的城市环境中自动驾驶。

• 宇通客车：自动驾驶氢燃料概念客车

2022年3月，宇通客车旗下自动驾驶氢燃料概念客车、小宇2.0隆重亮相电动百人会。宇通自动驾驶燃料电池概念客车采用电-电混动系统方案，充氢10分钟可达到续航500km；车辆具备“自动加减速、自动转向、车路协同、自动识别红绿灯通过路口、自动进站、自动泊车”等功能，达到L3级别自动驾驶能力。

• 丰田：无人驾驶老年车

2022年5月，丰田全新一代的无人驾驶老年车概念版本正式曝光，车型将会提供氢能源动力系统并且匹配头等舱的布局。作为无人驾驶车型，该车大部分的空间都留给了乘坐区域，舒适度、豪华感和高级感非常强。而这样的车型也将会面向老年用车消费者和年轻消费者

除了这些已推出的氢能源无人驾驶车辆，不少企业也在积极布局研发。今年6月，“全球自动驾驶第一股”图森未来的联合创始人陈默就宣布加入造车行列，创立专注于研发、设计、制造和销售可搭载L4级别自动驾驶功能的氢燃料重卡及加氢基础设施服务新公司——Hydron。

不久前，港口无人驾驶企业斯年智驾也与智氢实业达成战略合作，双方将联合研发具备无人驾驶能力的氢能重卡。

“氢能源”五大特性深受追捧

氢是宇宙中丰度最高的化学元素。宇宙中的氢主要以单原子形态和等离子态存在。在地球表面，氢是丰度排第三的元素，广泛存在于水和碳氢化合物中。在地球的常规条件下，氢的单质以双原子气体存在。因此，氢能具备五大主要特性：

• 来源广泛

氢占宇宙质量的75%，也是地球的重要组成元素之一。氢气可以通过水电解、化石燃料重整、生物质气化等途径制取，氯碱、焦化、冶金等工业企业也有大量副产氢气。特别是基于可再生能源发电耦合电解水制取氢气，实现了全生命周期的绿色清洁，是可再生能源实现大规模应用的关键路径之一。

• 便于储存

氢是一种实体能源，储能形式多样，运输手段灵活，适应长期储存和长距离运输。氢能够以高压气氢、液氢、液态有机化合物、固态金属氢化物的形式进行储存，并通过交通设施、输氢管道进行运输，还能以一定比例掺入到现有天然气管道，通过在管道下游分离出氢气的形式进行输送。

• 灵活高效

氢热值高，热值可高达142MJ/kg，是煤炭、汽油等化石燃料的3-4倍，既可以通过氢内燃机和氢燃气轮机直接燃烧提供动力和电力，还能够通过氢燃料电池发生电化学反应实现工供电供热。氢燃料电池的一次转化效率高达50%-60%，明显高于传统燃油发动机的30%-40%。综合考虑热值和转化效率，当作为动力应用时，1kg氢气相当于6-7L汽油或4-5L柴油。

• 清洁低碳

氢清洁低碳，应用过程中只产生清洁的水。氢不论是用于燃烧还是用于燃料电池电化学反应，都不会生产化石能源使用过程中所产生的污染物和碳排放，反应产物只有纯水，真正实现零碳排放。

• 安全可控

氢密度小，扩散系数大，在开放空间中会迅速扩散，稀释到非可燃范围，在开放空间安全可控。在受限空间中做好实时监控和通风措施，也能够安全刻苦地开展氢能应用。氢的工业应用已超过百年历史。

“氢能源+自动驾驶”是刚需还是噱头？

氢能源为汽车供能，主要是以氢能源电池的形态，通过氢气和氧气发生反应来给汽车供能，最后化成水排放到汽车的外部。

在全球倡导低碳、环保的大背景下，“氢能源+自动驾驶”双料技术的结合创新，无疑为自动驾驶企业的发展打开了新的无人车研发思路，氢燃料也有了更多的发展前景和应用空间。

虽然氢能源的应用好处多多，但相较于已进入高质量发展与生态建设阶段的锂电能源，氢能源的普及还存在诸多难点：

• 制氢成本高
  

氢能分为蓝氢、绿氢和灰氢。其中绿氢是利用可再生能源通过电解工序产生的，碳排放可以达到净零。国际可再生能源署在2050年能源转型路线图中估计，如果全球绿氢产量达到4亿吨，将需要2050年前电解槽产能达到5太瓦。而在2021年，全球已安装的电解槽产能只有8吉瓦。（1太瓦=1千吉瓦=1万亿瓦）

• 储运技术路线庞杂

目前氢的储运主要通过高压、低温液态、合成氢化物等方式，但是控制在相同含容器质量下，所容氢气的能量与传统汽油仍有较大差距。我国氢气储运方式以高压气态为主，随着技术的进步和氢能的广泛应用，预计未来液态储运和管道储运以及复合材质储罐等技术将得到发展。

• 造车价格高
  

目前国内氢燃料电池系统的整车造价高于纯电动新能源汽车，推广上尚不具备成本优势，需要通过全产业链核心技术攻关来突破成本桎梏。

• 加氢站建设周期长

氢能基础设施不足也是阻碍燃料电池汽车商业化应用的重要因素。国家能源集团北京低碳清洁能源研究院院长卫昶曾表示，2019年底，全球大概400多座加氢站，而在中国只有46座。未来加氢基础设施的需求会更大，预计2025年各国的需求将在此数据基础上增长7-8倍，到2030年可能达30-40倍。

总体而言，氢能源应用在无人驾驶车辆上，还处于前期探索阶段。氢能源电池研发后，还要经过输出的稳定性、生产成本、产品结构等多方面的验证，直至达到一个比较平稳的状态，可以安全、高效应用在无人车上，才能在自动驾驶行业实现商用和大规模普及。

同时，有新能源行业从业者表示，氢能源通过市场验证后，能够在无人驾驶领域获得更高的地位。但在其验证过程中，锂电能源、风能等其他能源产品的也在不断进行研发、迭代，未来“新能源+无人驾驶”市场将更细化发展。即不同新能源，将依靠各自特性，更专注、适用于某一类无人车的应用。

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