革新都市交通：氫燃料電池電動動力系統車輛建立新常態

簡介

氫燃料電池電動車預計將以優於傳統車輛的眾多優勢進入城市交通領域。城市交通在很大程度上依賴傳統動力傳輸，為各種商業和個人應用車輛提供動力。由於現有為汽油和柴油車輛加油的基礎設施，車輛買家長期以來一直選擇相應類別的車輛作為交通工具。其他各種關鍵因素，如較低的預付成本、易於維護、易於獲得備件等，也有助於傳統燃料車輛的更高普及率。然而，消費者行為轉向採用零二氧化碳排放的清潔交通工具，一直是氫燃料電池電動車快速擴張的關鍵因素。

圖 1：電動車與氫燃料電池電動車

氫燃料電池不僅為碳排放燃料提供更清潔的替代方案，而且它們只通過尾氣排放水，在大多數情況下，這種水是經過淨化的。氫燃料已經進入了無數的車輛，如乘用車和商用車、拖拉機、卡車、飛機等。這些最重要的轉變是由汽車製造商通過兩種不同的方法引起的，例如改造現有車輛以使用燃料電池電動車，或完全建造使用氫燃料的新車輛。

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氫燃料車輛的另一個重要因素是政府越來越重視減少碳排放，並制定必要的輔助政策，以加快製造商和買家採用。由於氫燃料電池車輛自問世以來取得了長足的進步，這歸功於各項政府舉措為該行業鋪平了道路，以改善傳統燃料向氫燃料電池電動車的快速轉型，從而推動了增長。這些氫電動車也解決了電動車、汽油車和柴油車面臨的各種問題。

FCEV 基礎設施的全球擴張

全球的私營公司和政府都在大量投資開發氫燃料站基礎設施，以採用環保的交通方式。德國、法國、義大利、英國、中國、美國等許多國家在建立大量氫燃料站方面一直處於領先地位，以便適應不同地區越來越多的相應車輛。

FCEV 有許多優勢，預計將進一步促進其在未來幾年內被買家採用。

更長的續航里程： 借助氫燃料電池，由於氫的能量密度高於汽油和柴油，汽車製造商能夠實現更長的續航里程。與其他燃料來源相比，氫蒸氣的重量也更輕，這通過減少儲存需求以及減輕車輛重量，從而為車輛提供更長的續航里程。

圖 2：車輛燃料的相對蒸氣密度（比較）

快速加氫和更低的排放：全球各國政府的關鍵重點之一是減少交通運輸產生的碳排放，這帶來了顯著的變化。即使交通運輸行業正在迅速轉向電動車，新買家仍然面臨一些主要缺點，例如充電時間長、快速充電器供應較少等。借助氫燃料車輛，這些缺點可以輕鬆解決，因為氫氣填充與傳統燃料填充類似。氫燃料電池車輛可以在單個油箱上行駛長達 300 英里，而電動車通常每次充電的續航里程在 80-100 英里之間。

全球各地新氫燃料站的擴增

除了公共和私營部門採取的有利政策外，另一個被認為有助於更容易採用氫燃料車輛的關鍵因素。在北美、歐洲和亞太地區觀察到快速擴張，這些地區的政府對通過可持續模式管理其交通運輸表現出濃厚的興趣。

圖 3：按國家/地區劃分的氫氣站總數（截至 2022 年 9 月）

由於氫氣站的存在直接有助於更容易採用 FCEV 車輛，因此市場增長的趨勢可以通過相關數字輕鬆轉化。

這種採用主要見於亞太國家，許多汽車製造公司正在推出新的 FCEV 車型，以便引起人們對新時代技術的關注。例如，

· BMW 宣布推出與 Toyota 聯合開發的新型 iX5。該車輛的驅動系統使用燃料電池將儲存在兩個由碳纖維增強塑料製成的 700 bar 儲罐中的氫氣轉換為電能。

· 2020 年 11 月，Ineos Motor 與 Hyundai Motors 合作推出了一款名為 Ineos Grenadier 氫燃料 FCEV 的新型車輛。

· 2021 年，在法蘭克福車展期間，Hyundai Motors 宣布推出其 2023 年 Hyundai Nexo 的新型號。該型號完全能夠使用氫燃料運行，使其對消費者來說更實惠。

各種其他車輛也開始使用 FCEV，例如卡車、商用車、工程設備、農業設備等。

挑戰

來自電池電動車 (BEV) 的激烈競爭

由於面臨來自其他替代品（如 BEV）的激烈競爭，燃料電池車輛的商業化仍處於起步階段。作為最大的替代品，電池電動車主導著可持續車輛類別的整體需求，因為電池充電的生態系統已經在許多國家（如中國、美國等）廣泛改進。

圖 4：截至 2022 年在美國市場銷售 BEV 與 FCEV 的品牌

更高的定價阻礙了 FCV 的大規模採用

由於燃料電池電動車處於採用的引入階段，並且許多地區的製造生態系統仍未完全建立，因此許多國家大量依賴原材料進口，從而導致原材料採購成本更高。隨後，這會影響車輛最終成本的整體定價，並限制了很大一部分買家選擇同一車輛。

儲存和運輸挑戰

儲存和運輸是氫燃料電池車輛市場的主要挑戰。 氫氣需要極低的溫度才能儲存和加壓，以便填充到車輛的燃料箱中。 此外，儲罐中的氫氣需要專門的儲存技術，需要持續供電以冷卻液態氫，從而增加了燃料成本。 維持液態氫燃料產生的高壓所需的特殊儲罐是車輛行業未來幾年必須解決的另一個關鍵挑戰。

市場分析

根據 UnivDatos Market Insights 的數據，亞太地區，其次是北美地區，目前在氫燃料電池車輛市場中佔據最大的市場份額，這歸因於政府和汽車製造商對該地區可持續發展的高度關注。 此外，除了電池電動車之外，實現選擇多樣化是預計未來幾年採用率會更高的另一個原因。 此外，該地區主要市場參與者的存在和技術進步也推動了市場增長。

此外，該報告還表明，由於越來越重視減少碳排放，歐洲預計氫燃料電池車輛市場將出現顯著增長。 重視可持續交通運輸以及遵守氣候變化協議的完善政府政策也有助於該地區的市場增長。

隨著豐田、BMW、比亞迪、現代、本田等主要汽車製造商在 FCV 市場的湧現，預計市場將在未來一年實現重大轉變。 此外，預計政府旨在改善氫氣站和其他相關基礎設施的政策將進一步幫助實現這一增長。

結論

總之，氫燃料電池車輛徹底改變了交通運輸方式。 這些車輛提供更長的續航里程，並且易於加氫和更少的移動部件，從而進一步降低售後維修成本。 這些功能將進一步緩解消費者在初始採用階段對續航里程的焦慮，因為電池電動車充電時間更長，而氫燃料加氫時間短，更適合長途旅行。 然而，市場仍處於引入階段，這得益於廣泛的研究和開發活動，這些活動將有助於降低車輛和燃料成本，從而有助於未來幾年的輕鬆採用。 總體而言，隨著持續研發的進步，我們可以預期氫燃料電池車輛將取得更多進步，從而使個人更容易在未來幾年採用可持續的交通方式。