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隨著全球氣候變暖、臭氧層破壞等系列環(huán)境問題的加劇，以及能源結(jié)構(gòu)的改變，低碳、零碳成為人們大力倡導(dǎo)的生產(chǎn)生活方式。
在自動駕駛領(lǐng)域，氫能源作為一種清潔能源，也受到了行業(yè)關(guān)注，成為多家企業(yè)新技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)的戰(zhàn)略選擇。
全球多家企業(yè)前瞻布局
據(jù)新戰(zhàn)略低速無人駕駛產(chǎn)業(yè)研究所了解，為順應(yīng)綠色、低碳發(fā)展大趨勢，近年來市面上出現(xiàn)了多款無人駕駛車輛，都是以使用氫能源為技術(shù)亮點。
國家農(nóng)機裝備創(chuàng)新中心：5G氫燃料無人駕駛拖拉機
2020年6月，國家農(nóng)機裝備創(chuàng)新中心在洛陽發(fā)布首臺5G氫燃料無人駕駛電動拖拉機ET504-H。這臺無人駕駛拖拉機，使用氫能源，可以實現(xiàn)加氫3分鐘，耕地4個小時的長續(xù)航作業(yè)，也是我國首臺氫能源無人駕駛拖拉機。
現(xiàn)代汽車：智能氫卡Trailer Drone
2021年11月，現(xiàn)代汽車推出的無人駕駛概念卡車Trailer Drone亮相進博會，車輛裝配了兩臺搭載氫燃料電池的e-Bogie，甚至可實現(xiàn)橫向移動，達(dá)到了前所未見的高機動性?？稍诟劭谧鳂I(yè)與狹窄的城市環(huán)境中自動駕駛。
宇通客車：自動駕駛氫燃料概念客車
2022年3月，宇通客車旗下自動駕駛氫燃料概念客車、小宇2.0隆重亮相電動百人會。宇通自動駕駛?cè)剂想姵馗拍羁蛙嚥捎秒?電混動系統(tǒng)方案，充氫10分鐘可達(dá)到續(xù)航500km；車輛具備“自動加減速、自動轉(zhuǎn)向、車路協(xié)同、自動識別紅綠燈通過路口、自動進站、自動泊車”等功能，達(dá)到L3級別自動駕駛能力。
豐田：無人駕駛老年車
2022年5月，豐田全新一代的無人駕駛老年車概念版本正式曝光，車型將會提供氫能源動力系統(tǒng)并且匹配頭等艙的布局。作為無人駕駛車型，該車大部分的空間都留給了乘坐區(qū)域，舒適度、豪華感和高級感非常強。而這樣的車型也將會面向老年用車消費者和年輕消費者
除了這些已推出的氫能源無人駕駛車輛，不少企業(yè)也在積極布局研發(fā)。今年6月，“全球自動駕駛第一股”圖森未來的聯(lián)合創(chuàng)始人陳默就宣布加入造車行列，創(chuàng)立專注于研發(fā)、設(shè)計、制造和銷售可搭載L4級別自動駕駛功能的氫燃料重卡及加氫基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)新公司——Hydron。
不久前，港口無人駕駛企業(yè)斯年智駕也與智氫實業(yè)達(dá)成戰(zhàn)略合作，雙方將聯(lián)合研發(fā)具備無人駕駛能力的氫能重卡。
“氫能源”五大特性深受追捧
氫是宇宙中豐度最高的化學(xué)元素。宇宙中的氫主要以單原子形態(tài)和等離子態(tài)存在。在地球表面，氫是豐度排第三的元素，廣泛存在于水和碳?xì)浠衔镏?。在地球的常?guī)條件下，氫的單質(zhì)以雙原子氣體存在。因此，氫能具備五大主要特性：
來源廣泛
氫占宇宙質(zhì)量的75%，也是地球的重要組成元素之一。氫氣可以通過水電解、化石燃料重整、生物質(zhì)氣化等途徑制取，氯堿、焦化、冶金等工業(yè)企業(yè)也有大量副產(chǎn)氫氣。特別是基于可再生能源發(fā)電耦合電解水制取氫氣，實現(xiàn)了全生命周期的綠色清潔，是可再生能源實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵路徑之一。
便于儲存
氫是一種實體能源，儲能形式多樣，運輸手段靈活，適應(yīng)長期儲存和長距離運輸。氫能夠以高壓氣氫、液氫、液態(tài)有機化合物、固態(tài)金屬氫化物的形式進行儲存，并通過交通設(shè)施、輸氫管道進行運輸，還能以一定比例摻入到現(xiàn)有天然氣管道，通過在管道下游分離出氫氣的形式進行輸送。
靈活高效
氫熱值高，熱值可高達(dá)142MJ/kg，是煤炭、汽油等化石燃料的3-4倍，既可以通過氫內(nèi)燃機和氫燃?xì)廨啓C直接燃燒提供動力和電力，還能夠通過氫燃料電池發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)實現(xiàn)工供電供熱。氫燃料電池的一次轉(zhuǎn)化效率高達(dá)50%-60%，明顯高于傳統(tǒng)燃油發(fā)動機的30%-40%。綜合考慮熱值和轉(zhuǎn)化效率，當(dāng)作為動力應(yīng)用時，1kg氫氣相當(dāng)于6-7L汽油或4-5L柴油。
清潔低碳
氫清潔低碳，應(yīng)用過程中只產(chǎn)生清潔的水。氫不論是用于燃燒還是用于燃料電池電化學(xué)反應(yīng)，都不會生產(chǎn)化石能源使用過程中所產(chǎn)生的污染物和碳排放，反應(yīng)產(chǎn)物只有純水，真正實現(xiàn)零碳排放。
安全可控
氫密度小，擴散系數(shù)大，在開放空間中會迅速擴散，稀釋到非可燃范圍，在開放空間安全可控。在受限空間中做好實時監(jiān)控和通風(fēng)措施，也能夠安全刻苦地開展氫能應(yīng)用。氫的工業(yè)應(yīng)用已超過百年歷史。
“氫能源+自動駕駛”是剛需還是噱頭？
氫能源為汽車供能，主要是以氫能源電池的形態(tài)，通過氫氣和氧氣發(fā)生反應(yīng)來給汽車供能，最后化成水排放到汽車的外部。
在全球倡導(dǎo)低碳、環(huán)保的大背景下，“氫能源+自動駕駛”雙料技術(shù)的結(jié)合創(chuàng)新，無疑為自動駕駛企業(yè)的發(fā)展打開了新的無人車研發(fā)思路，氫燃料也有了更多的發(fā)展前景和應(yīng)用空間。
雖然氫能源的應(yīng)用好處多多，但相較于已進入高質(zhì)量發(fā)展與生態(tài)建設(shè)階段的鋰電能源，氫能源的普及還存在諸多難點：
制氫成本高
氫能分為藍(lán)氫、綠氫和灰氫。其中綠氫是利用可再生能源通過電解工序產(chǎn)生的，碳排放可以達(dá)到凈零。國際可再生能源署在2050年能源轉(zhuǎn)型路線圖中估計，如果全球綠氫產(chǎn)量達(dá)到4億噸，將需要2050年前電解槽產(chǎn)能達(dá)到5太瓦。而在2021年，全球已安裝的電解槽產(chǎn)能只有8吉瓦。（1太瓦=1千吉瓦=1萬億瓦）
儲運技術(shù)路線龐雜
目前氫的儲運主要通過高壓、低溫液態(tài)、合成氫化物等方式，但是控制在相同含容器質(zhì)量下，所容氫氣的能量與傳統(tǒng)汽油仍有較大差距。我國氫氣儲運方式以高壓氣態(tài)為主，隨著技術(shù)的進步和氫能的廣泛應(yīng)用，預(yù)計未來液態(tài)儲運和管道儲運以及復(fù)合材質(zhì)儲罐等技術(shù)將得到發(fā)展。
造車價格高
目前國內(nèi)氫燃料電池系統(tǒng)的整車造價高于純電動新能源汽車，推廣上尚不具備成本優(yōu)勢，需要通過全產(chǎn)業(yè)鏈核心技術(shù)攻關(guān)來突破成本桎梏。
加氫站建設(shè)周期長
氫能基礎(chǔ)設(shè)施不足也是阻礙燃料電池汽車商業(yè)化應(yīng)用的重要因素。國家能源集團北京低碳清潔能源研究院院長衛(wèi)昶曾表示，2019年底，全球大概400多座加氫站，而在中國只有46座。未來加氫基礎(chǔ)設(shè)施的需求會更大，預(yù)計2025年各國的需求將在此數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上增長7-8倍，到2030年可能達(dá)30-40倍。
總體而言，氫能源應(yīng)用在無人駕駛車輛上，還處于前期探索階段。氫能源電池研發(fā)后，還要經(jīng)過輸出的穩(wěn)定性、生產(chǎn)成本、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等多方面的驗證，直至達(dá)到一個比較平穩(wěn)的狀態(tài)，可以安全、高效應(yīng)用在無人車上，才能在自動駕駛行業(yè)實現(xiàn)商用和大規(guī)模普及。
同時，有新能源行業(yè)從業(yè)者表示，氫能源通過市場驗證后，能夠在無人駕駛領(lǐng)域獲得更高的地位。但在其驗證過程中，鋰電能源、風(fēng)能等其他能源產(chǎn)品的也在不斷進行研發(fā)、迭代，未來“新能源+無人駕駛”市場將更細(xì)化發(fā)展。即不同新能源，將依靠各自特性，更專注、適用于某一類無人車的應(yīng)用。
