潮到出水的移動未來式!氫燃料電池車發展輕解析!

Yahoo奇摩汽車 2020-05-04 01:29:35

作者:SanjiNoir 黑侍樂讀

Toyota氫燃料電池車Mirai第1代,攝於2017年東京Mega Web。

在經歷連續3篇有關現行在台灣能購入的電動、油電汽機車座駕後(👉延伸閱讀:大電流時代即將來臨!細數2020台灣現行市售9款四輪純電座駕!Hybrid才是這個世代各項頂尖的均衡之作!2020台灣市場油電混合車型大彙整!車陣間的無聲華麗走行!2020台灣市場電動機車全面盤點!),似乎也該來認識一下已然是箭在弦上的近未來作品。與其說是未來還不如說是正如火如荼展開的現在進行式,也就是發展性足以和電動車分庭抗禮的氫燃料電池車(Hydrogen Fuel Cell Vehicle)。

Toyota原廠展示氫燃料電池車架構,攝於2017年東京Mega Web。

早在1838年,由德國化學家克里斯提安·弗里德里希·尚班(Christian Friedrich Schönbein)燃料電池的相關理論後,儘管人們對於這位學者的認識更多是建立在發現臭氧這件事上,但當透過化學變化產生能源的概念逐步發展時,人類在此方面的研究絕對不僅僅只是咱們現行習以為常的磷酸燃料電池,而是更進一步地往氫燃料電池發展,並進而逐步向通勤用途邁進。

所以,當回歸到「節能減碳愛地球」、「零排放」、「環保」、「取代石化燃料」,甚至在商業競爭中那檯面下的風起雲湧時,雖然目前各大車廠很明顯地聚焦在揹著大顆電池的電動車上,且若不是Tesla取得革命性的成功,相信替代性能源車款的發展會比現在更風平浪靜。但就算電動車發展如今已成為難以抵擋的顯學,可相較之下氫燃料電池車仍具備程度的優勢,譬如添加氫氣時能夠如同汽油般迅速、擁有和燃油車款相同的用車節奏。

Toyota氫燃料電池車Mirai第2代,攝於2019東京車展。

是的,和油車一樣,這可是純電車款至今仍難以達成的目標。

即便撇開可直接燃燒氫氣驅動的內燃機車款,譬如Mazda曾將燒氫轉子引擎用於RX-8、或是BMW的氫內燃車,氫燃料電池車如今要填充氫氣跟現行加油一樣簡單,尤其在儲氫技術越趨成熟之際,現行加油站要擴充加氫和儲氫設備也比過往更加容易。也因此當一輛現行最為先進的氫燃料電池車補充氫氣進入車內的碳纖維儲氣瓶用以供燃料電池使用之後,整體來說高速時燃料電池驅動馬達,進而帶動車輛使之擁有電動車般的駕駛感受,低速時則切換成一般電池供電使馬達運作,達成如同Hybrid油電混合車的雙供給模式,但最終的排出物也就只有水而已。當然基於車廠造車的調校與訴求,現行咱們開得到的氫燃料電池車並未給予太過猛暴的奔馳力道,但理論上來說也並非辦不到就是,簡而言之氫燃料電池車就是種加氫補滿能源的電動車款,並撇除了回家就得耗時充電,能否裝充電樁還得看管委會臉色的窘境。

Honda氫燃料電池車Clarity,攝於2015東京車展。

但儘管氫燃料電池車看起來好處多多,甚至相信在妥善發展之下還能免除電動車可能的里程焦慮問題,尤其當現行量產規格的氫燃料電池車的行駛里程隨便都有500km以上,這還真讓人狐疑電動車是否仍存在發展的利基,但這都是建立在整個氫產業真的能「妥善發展」。不同於電動車的發展能建立在現行人類行之有年的發電架構上,末段的充電設備倘若建構完畢,基本上電動車只要續航力表現別太難看就已經是會讓人願意買單的產品,儘管有些發電過程與電動車的發展初衷多少有點背道而馳;可相較之下,氫燃料電池車的發展必須建立在幾乎可謂是全新的工業基礎上,最大的課題莫過於如何安全地大量製造氫氣,尤其早期大量提取氫氣仍得仰賴石化工業,甚至佔上了96%之高,若造氫得靠石化這確實顯得相當本末倒置。也因此若是將氫能源視為環保救星,則必得採替代性的製造手段,這時孩提時分關於電解水獲得氫氣的課程就派上用場,但前提是發電過程必須得靠風力或太陽能等來源才有其意義,並搭配部分工業中富含氫的副產品再加以精製,以完成氫產業鏈最前端的部分。

只能說要讓氫氣普及運用於車輛上,人類還有好長的一段路要走,但至少現行的科技已經確定能達成此般氫能源利用模式。而全球可謂是最重視氫能源及氫燃料電池車的國家:日本,截至2018年至少設置了92座的加氫站,並陸續規劃出以綠能電解水獲得氫氣的製造廠,且車廠也在努力試著要降低氫燃料電池車的造價成本,讓最終售價能夠更加平易近人。

Suzuki氫燃料電池車Burgman Fuel Cell,攝於2019東京車展。

此外,韓國也同樣積極發展氫燃料電池車,並且已經見著初步的成效,根據韓國汽車產業協會(KAMA)表示,2019年的銷售量不僅超過3千輛,甚至按照全球各國市場的比重來看更高達52.4%,比日本的9.7%明顯高上不少,而這一方面也是由於造車策略截然不同的緣故,以韓國Hyundai為例,其氫燃料電池車基本上皆是在既有車款上調整、改造而來,譬如在咱們相當熟悉的Santa Fe、Tucson、ix35上推出氫燃料電池車型;而日本譬如Toyota、Honda分別所打造的氫燃料電池車Mirai(👉延伸閱讀:【東京車展】再一次氫上戰線!Toyota Mirai Concept推出預告2代車型即將量產!)與Clarity則是建立在全新車款上,並基於成本考量試圖將其堆疊成高端化、層峰化的車款,自然銷售量會與Hyundai有所差距。但儘管如此,其他西方車廠發展氫燃料電池車其實也不遺餘力,譬如Fiat的Panda Hydrogen、Ford的Focus FCV、GM推出的HydroGen3,而Mercedes-Benz也曾在A-Class、B-Class上推出F-Cell氫燃料電池車型,至於Volkswagen亦有2款相關作品,甚至在重機方面Suzuki也擁有Burgman Fuel Cell,而貨車大廠Fuso的氫燃料電池商車eCanter F-Cell也已經進入量產階段。只能說各大車廠其實在此方面的發展其實比想像中更加來得積極,即便電動車的發展逐漸成熟,人們也越來越能夠接受電動馬達所帶來的效率與快感,但就算如此依然試圖從上、中、下游調整汽車工業的結構,達到真真正正的零排放生活,台灣就算不參一腳,也該知道外國都在做些什麼吧?

最後來瞧瞧Toyota於2015為了氫燃料電池車所拍的廣告吧!

感覺還真是迷人的未來呢!

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