宝马正准备为第五代X5增添氢燃料电池版本,押注于一项迄今未能在乘用车领域广泛普及的技术。该公司表示,氢燃料iX5车型将于2028年上市,但未确定其将在哪些国家供应。
宝马将推出搭载五种动力系统的新一代X5,包括汽油和柴油混合动力、插电式混合动力、纯电动版本,以及氢燃料版本。在车辆发布活动期间,氢燃料车型以白色车身和蓝色线条亮相,表明其动力系统不同于该车的其他版本。
超越汽车的押注
与电池驱动的电动汽车相比,氢燃料汽车面临着一个明显问题。电动汽车快速充电网络正在扩张,电池供应链也日益成熟;而加氢站仍然数量有限,并集中在少数几个市场。
根据美国能源部的数据,美国共有47座公共加氢站,且全部位于加利福尼亚州。在全球范围内,去年超过80%的加氢站仅分布在五个国家,即中国、日本、韩国、法国和德国。这种短缺有助于解释Toyota Mirai、Honda CR-V e:FCEV和Hyundai Nexo等车型难以实现大规模销量的原因。
但宝马并不认为氢能只是汽车燃料。宝马集团车辆产品线负责人菲利普·科恩表示,氢能经济与可再生能源同步发展,可能为所需加氢基础设施的增长铺平道路。他补充说,氢能能够储存巨量能源。
这一构想是利用风能和太阳能产生的过剩电力运行电解设备,生产氢气,然后将其储存在储罐中,日后用于发电,或驱动汽车、卡车及工业应用设备,例如叉车。
iX5氢燃料系统如何工作?
该车将配备七个储氢罐,总共可储存7千克,即15.4磅氢气。氢燃料电池通过电化学过程,将储存的氢气与来自外部空气的氧气结合,产生驱动电机所需的电力。
宝马与Toyota合作开发了燃料电池系统,Toyota此前已在Mirai车型中采用这项技术。宝马表示,iX5按照WLTP标准的续航里程可达750公里,按照EPA标准约合400英里;其储氢罐还可在不到五分钟内加满,这一时间接近传统燃油汽车的加油时间。
据宝马介绍,iX5将成为首款配备氢燃料动力系统和四轮驱动的乘用车。Hyundai Nexo和Honda CR-V e:FCEV采用前轮驱动,而Toyota Mirai仅将动力传递至后轮。
储存优势与效率局限
研究表明,氢能可以作为电池储能的补充,而不是直接与其竞争。电池系统通常适合快速充放电循环,有助于平衡电网波动;但如果长时间保持满电状态,电池会随着时间推移损失部分能量。
相比之下,由于自放电率极低,氢能可以储存数月。这一特点在需要长期保存能源时十分重要,尤其是在风能和太阳能等波动性可再生能源发电量不断增加的情况下。
但这一优势也要以效率为代价。研究估计,氢能的全循环效率,即将电力转化为氢气、再将其还原为电力后能够回收的电量比例,为35%至55%。电池储能系统的这一比例则可达到80%或90%,且其供应链也更加成熟。
此外,根据美国能源部的数据,目前美国生产的氢气约95%来自化石燃料,这削弱了其环保主张。太阳能和风能等来源可以支持生产所谓的绿氢,即利用更清洁的能源制造的氢气。
基础设施足以改变现状吗?
氢燃料电池汽车的价格仍然非常高,宝马尚未公布iX5的售价。加氢地点的问题也尚未解决,即便这些车辆的储氢罐加注速度很快,这一因素仍限制了它们的吸引力。
宝马押注于氢能在储能领域的普及最终将推动加氢站扩张。与此同时,电池储能技术也在发展;价格更低且耐用性更高的磷酸铁锂电池正逐步取代成本更高的镍锰钴电芯,钠离子电池也开始成为另一种选择。
宝马表示,iX5在其他方面将与其纯电动姊妹车型相似,包括负责实现平顺转向和制动的“Heart of Joy”计算机,以及第六代高压电池架构。
宝马在氢能方面的经验并不局限于乘用车;该公司十多年来一直在其斯帕坦堡工厂使用数百辆氢燃料叉车和氢动力公共交通列车。Hyundai Motor Group也在其佐治亚州工厂使用搭载燃料电池的Xcient八级卡车进行短途货运。
宝马这场押注是否可行,仍取决于汽车行业以外的氢能经济发展。去年,Toyota Mirai在美国仅售出210辆;Honda于2024年在加利福尼亚州推出了CR-V e:FCEV;Hyundai则计划在海外市场推出新一代Nexo,但目前尚未确定其是否会在美国供应。因此,氢能在储能领域的未来,可能决定iX5能否找到适合发展的环境,还是会成为一项成本高昂且普及有限的尝试。