Mingming จากตลาดวัฒนธรรมรถยนต์มีวงกลมเล็ก ๆ ของเขาเองในด้านการบริโภครถยนต์ สิ่งที่พวกเขาสนใจมากที่สุดเกี่ยวกับอุตสาหกรรมพลังงานไฮโดรเจนคือรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงมีข้อได้เปรียบอะไรบ้าง? เมื่อไหร่จะได้รับความนิยมเท่ากับรถยนต์แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน? นี่คือบทความสำหรับผู้บริโภค


เนื่องจากผมทำงานในอุตสาหกรรมยานยนต์มาหลายปี หลังจากเปลี่ยนมาใช้อุตสาหกรรมพลังงานไฮโดรเจน ผมจะยังคงพูดคุยเกี่ยวกับหัวข้อที่เกี่ยวข้องกับรถยนต์กับเพื่อนๆ รอบตัวผม ดังนั้นผมจะพูดถึงโอกาสในการพัฒนารถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงในยานยนต์แห่งอนาคต ตลาดเป็นครั้งคราว อย่างไรก็ตาม เนื่องจากรถยนต์ที่ใช้แบตเตอรี่ลิเธียมค่อนข้างได้รับความนิยมในตลาดในปัจจุบัน เมื่อพูดถึงรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิง เพื่อนๆ หลายคนยังคงสับสนระหว่างแนวคิดของรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงกับหลักการทำงานของรถยนต์แบตเตอรี่ลิเธียม เพื่อตอบสนองต่อปรากฏการณ์นี้ ครั้งนี้เราจะพูดถึงหลักการทำงานของรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงและส่วนประกอบหลักที่เกี่ยวข้องโดยสังเขป ตลอดจนความแตกต่างระหว่างสิ่งเหล่านี้กับเครื่องยนต์สันดาปภายในและแบตเตอรี่ลิเธียม

เซลล์เชื้อเพลิงไม่ใช่ "แบตเตอรี่"

ใช่ พูดตรงๆ แม้ว่าเซลล์เชื้อเพลิงจะเรียกว่าแบตเตอรี่ แต่แท้จริงแล้วไม่ใช่ "แบตเตอรี่" ที่เราเข้าใจว่ามีไว้สำหรับกักเก็บพลังงานเท่านั้น เช่น แบตเตอรี่ตะกั่วกรดและแบตเตอรี่ลิเธียม ตามตัวอักษร " แบตเตอรี่" คือ "แหล่งสำรอง" ของไฟฟ้า ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่เก็บพลังงานไฟฟ้า

หลักการทำงานของเซลล์เชื้อเพลิงคืออุปกรณ์ที่เปลี่ยนพลังงานเคมีในเชื้อเพลิงให้เป็นพลังงานไฟฟ้าผ่านปฏิกิริยารีดอกซ์ ไม่เหมือนกับแบตเตอรี่ทั่วไปที่เก็บและปล่อยพลังงานผ่านการชาร์จและคายประจุ เซลล์เชื้อเพลิงสามารถคายประจุได้อย่างต่อเนื่องโดยการเติมเชื้อเพลิงอย่างต่อเนื่อง ผลกระทบ พูดง่ายๆ ก็คือ กระบวนการทำงานของมันคือการผลิตกระแสไฟฟ้าโดยการเติมเชื้อเพลิงเพื่อทำปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดักชันต่อไป เชื้อเพลิงที่ใช้บ่อยที่สุดคือไฮโดรเจน และไฮโดรเจนและออกซิเจนที่ขั้วไฟฟ้าบวกและลบจะทำให้เกิดปฏิกิริยารีดักชันออกซิเดชันผ่านอิเล็กโทรไลต์ ในระหว่างกระบวนการนี้ อิเล็กตรอนจะถูกนำจากขั้วบวกไปยังขั้วลบ ซึ่งจะทำให้เกิดกระแส

ดังนั้นจึงอาจกล่าวได้ว่ารถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงรวมคุณลักษณะของรถยนต์เครื่องยนต์สันดาปภายในและรถยนต์แบตเตอรี่ลิเธียม ไม่เพียงแต่สามารถรักษาอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ได้โดยการเติมเชื้อเพลิง (ไฮโดรเจน) อย่างรวดเร็ว แต่ยังเป็นเพราะส่วนใหญ่ผลิตกระแสไฟฟ้า และการปล่อยก๊าซไฮโดรเจนและออกซิเจนด้วยไฟฟ้าด้วยออกซิเจน น้ำที่เกิดจากปฏิกิริยารีโทรเกรดของน้ำจึงสามารถชาร์จได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ และยังเป็นไปตามข้อกำหนดการปกป้องสิ่งแวดล้อมที่ปล่อยมลพิษเป็นศูนย์อย่างแท้จริง ชดเชยข้อบกพร่องของทั้งเครื่องยนต์สันดาปภายในและแบตเตอรี่ลิเธียม

กระบวนการพัฒนาเซลล์เชื้อเพลิง

ในปี 1839 นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ William Grove (William Robert Grove) ได้ผลิตเซลล์เชื้อเพลิงขึ้นเป็นครั้งแรก ทฤษฎีในนิตยสาร Grove ได้ตรวจสอบและปรับปรุงทฤษฎีให้สมบูรณ์แบบในปีต่อมาหลังจากได้เห็น และได้ตีพิมพ์ภาพร่างการออกแบบของเซลล์เชื้อเพลิงใน "Philosophical Journal and Journal of Science" ในปี 1842

การออกแบบของ Grove ใช้สารละลายกรดซัลฟิวริกเป็นอิเล็กโทรไลต์ ในรูปแบบที่คล้ายกับแบตเตอรี่กรดตะกั่วในปัจจุบัน จนกระทั่งปี 1955 หลังจากการปรับปรุงของ W. Thomas Grubb วิศวกรเคมีไฟฟ้าทั่วไป เซลล์เชื้อเพลิงที่ใช้เมมเบรนแลกเปลี่ยนไอออนซัลโฟเนตพอลิสไตรีนเป็นอิเล็กโทรไลต์ก็ออกมาจริง ๆ และสามปีต่อมา Leonard เพื่อนร่วมงานของ General Electric ของเขา Niedrach ได้นำแพลตตินัมเข้าสู่เมมเบรนแลกเปลี่ยนเพิ่มเติมเพื่อเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับปฏิกิริยารีดักชัน และตั้งชื่อมันว่า "เซลล์เชื้อเพลิง Grubb-Niedrach" จนถึงตอนนี้ เขาได้วางต้นแบบรากฐานของเซลล์เชื้อเพลิง PEM สมัยใหม่

ภายใต้การพัฒนาร่วมกันของ NASA และ General Electric ในช่วงเวลาต่อมา เซลล์เชื้อเพลิงยังถูกนำไปประยุกต์ใช้ในโครงการเชิงพาณิชย์และโครงการด้านอวกาศอีกด้วย แหล่งที่มาของน้ำ ในปี พ.ศ. 2534 นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน โรเจอร์ อี. บิลลิงส์ (โรเจอร์ อี. บิลลิงส์) ประสบความสำเร็จในการผลิตรถยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนคันแรก นั่นคือ LaserCel 1 ซึ่งเปิดตัวรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนอย่างเป็นทางการ .

รถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงคันแรกที่ผลิตโดย Roger Billings - LaserCel 1 จะเห็นได้ว่าต้นแบบนั้นเป็น Ford Fiesta ดั้งเดิม

ในขั้นตอนนี้ การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีเซลล์เชื้อเพลิงในโลกได้เข้าสู่ขั้นตอนของการพัฒนาอุตสาหกรรม แต่ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายคือความร้อนในครัวเรือนและพลังงานร่วม ในญี่ปุ่น ผลิตภัณฑ์นี้มียอดขายมากกว่า 400,000 หน่วย และประหยัดอยู่แล้ว Toyota Mirai และ Hyundai NEXO ที่นำรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงเข้าสู่อุตสาหกรรมอย่างแท้จริง ในปี 2014 โตโยต้าประกาศว่าต้นทุนโดยรวมของเซลล์เชื้อเพลิงลดลงเหลือ 1/20 ของปี 2008 ซึ่งกลายเป็นจุดเปลี่ยนในการพัฒนาอุตสาหกรรมยานยนต์เซลล์เชื้อเพลิงทั่วโลก จีนยังอยู่ในขั้นตอนการตรวจสอบเซลล์เชื้อเพลิง ในขณะที่สหรัฐอเมริกากำลังตรวจสอบผ่านการใช้งานรถยกขนาดใหญ่

ข้อดีและข้อเสียของเซลล์เชื้อเพลิง

การกำจัดข้อจำกัดด้านทรัพยากรและข้อจำกัดด้านสิ่งแวดล้อมเป็นจุดประสงค์หลักของการพัฒนาพลังงานใหม่ ประการแรก ไฮโดรเจนมีแหล่งที่มาหลากหลายและไม่จำกัดด้วยทรัพยากร ในปัจจุบัน ตัวเร่งปฏิกิริยาเซลล์เชื้อเพลิงใช้ทรัพยากรแพลทินัม แต่เมื่อเทียบกับลิเธียมคาร์บอเนต 30 กก. ที่จำเป็นสำหรับยานพาหนะแต่ละคันของแบตเตอรี่ลิเธียม ปริมาณการใช้แพลทินัมของเซลล์เชื้อเพลิงจะคำนวณเป็นกรัม และการฟื้นตัวของแพลทินัมถึงมากกว่า 90% และ ต้นทุนการกู้คืนต่ำกว่าต้นทุนการดึงทรัพยากร ดังนั้นเซลล์เชื้อเพลิงโดยทั่วไปจึงไม่อยู่ภายใต้ข้อจำกัดของทรัพยากร

ประการที่สอง จากมุมมองของจุดพีคคาร์บอน การใช้ไฟฟ้าสีเขียวเพื่อผลิตไฮโดรเจนสีเขียวสามารถบรรลุการเดินทางสีเขียวได้อย่างแท้จริง รถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงใช้ไฮโดรเจนและน้ำที่ขับออกมา และแทบไม่มีมลพิษในกระบวนการกู้คืนทองคำขาว

ประการที่สาม ผู้บริโภคมีความกังวลเกี่ยวกับประสบการณ์การขับขี่มากขึ้น ใช้เวลาประมาณ 3-5 นาทีในการเติมไฮโดรเจนในรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิง (รถยนต์เพื่อการพาณิชย์ภายใน 15 นาที) และสามารถอยู่ได้ประมาณ 600-800 กม. และสามารถสตาร์ทได้ตามปกติที่อุณหภูมิต่ำกว่า -30 องศา และไม่มีปัญหาเรื่องแบตเตอรี่ การสูญเสียพลังงาน. เห็นได้ชัดว่าในเขตหนาว ลดความวิตกกังวลไปได้มาก แผนเริ่มต้นสำหรับโอลิมปิกฤดูหนาวที่ปักกิ่งไม่ใช่รถยนต์เซลล์เชื้อเพลิง เปลี่ยนเป็นแผนรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงเนื่องจากแบตเตอรี่ลิเธียมไม่เหมาะกับสภาพอากาศที่มีอุณหภูมิต่ำใน Yanqing และ Zhangjiakou ในครั้งนี้ รถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงจำนวน 1,200 คันได้พิสูจน์สมรรถนะนี้เป็นอย่างดี

ประการที่สี่คือความปลอดภัย เซลล์เชื้อเพลิงเองไม่เก็บพลังงาน ดังนั้นความปลอดภัยในรถจึงค่อนข้างสูง

ข้อเสียคือพลังงานไฮโดรเจนเป็นก๊าซที่เบาที่สุด ซึ่งจัดการได้ยากมาก และข้อกำหนดด้านความปลอดภัยในกระบวนการจัดเก็บและขนส่งก็สูงเช่นกัน และต้นทุนการจัดเก็บและการขนส่งที่สอดคล้องกันก็ค่อนข้างสูง นี่คือข้อเสียเปรียบที่ใหญ่ที่สุดของการพัฒนาอุตสาหกรรมพลังงานไฮโดรเจน สิ่งนี้ยังได้ส่งเสริมการพัฒนาเทคโนโลยีการกักเก็บไฮโดรเจนต่างๆ รวมถึงไฮโดรเจนเหลว การกักเก็บไฮโดรเจนในสถานะของแข็ง และการกักเก็บไฮโดรเจนแบบสารประกอบอินทรีย์

สถานะปัจจุบันและเส้นทางที่แตกต่างของรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิง

สถานการณ์การใช้งานเซลล์เชื้อเพลิงมีความหลากหลายมาก เช่น เรือ รถยก จรวด เครื่องบิน อุปกรณ์จ่ายไฟแบบกระจาย ฯลฯ เหตุผลที่รถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงได้รับความสนใจมากกว่าคือตลาดการค้าของพวกเขาค่อนข้างกว้าง เมื่อเติบโตแล้ว ความเร็วในการนำไปใช้งานและการทำให้เป็นที่นิยมนั้นค่อนข้างเร็วและอาจมีผลกระทบอย่างมากต่ออุตสาหกรรมทั้งหมด

แม้ว่าพลังงานไฮโดรเจนและเซลล์เชื้อเพลิงจะได้รับการพัฒนาและเข้าสู่สนามการค้ามานานหลายปี แต่ก็ยังห่างไกลจากผู้บริโภคทั่วไป รถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนสามารถลดระยะทางนี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพและปรับปรุงมุมมองโดยธรรมชาติของผู้บริโภคเกี่ยวกับพลังงานไฮโดรเจน

อย่างไรก็ตาม มีความแตกต่างบางประการในเส้นทางการพัฒนาของประเทศต่างๆ รถต้นแบบที่พัฒนาโดยผู้ผลิตรถยนต์รายใหญ่ในช่วงแรกคือรถยนต์นั่งส่วนบุคคลทั้งหมด และรถยนต์รุ่นที่ผลิตจำนวนมากในญี่ปุ่นและเกาหลีใต้ก็เป็นรถยนต์นั่งส่วนบุคคลเช่นกัน แต่จีนและสหรัฐอเมริกาส่วนใหญ่เป็นรถยนต์เพื่อการพาณิชย์

ตั้งแต่ Billings ผลิตรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงคันแรก ผู้ผลิตหลายรายก็มองเห็นโอกาสทางการตลาดและศักยภาพในการปกป้องสิ่งแวดล้อมของพลังงานไฮโดรเจน หลังจากเข้าสู่ศตวรรษที่ 21 ผู้ผลิตรายใหญ่ได้เปิดตัวรถยนต์แนวคิดเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนหรือรถทดสอบ แต่ในช่วงหลังเนื่องจากการพัฒนาอย่างรวดเร็วของตลาดแบตเตอรี่ลิเธียมผู้ผลิตหลายรายต้องระงับหรือยกเลิกเซลล์เชื้อเพลิงชั่วคราว แผนยานพาหนะ

ด้วยค่าใช้จ่ายที่เพิ่มขึ้นของทรัพยากรลิเธียม ผู้ผลิตรถยนต์กระแสหลักบางรายได้ทยอยกลับเข้าสู่วงการรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เช่น Toyota, Honda, Nissan, Daimler, BMW, Hyundai, Kia, GM เป็นต้น ได้ประกาศแผนการพัฒนา สำหรับรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิง

ตามสถิติของนิตยสาร "Car and Drive" ในปี 2022 ปัจจุบันมีรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนประมาณ 15,000 คันบนท้องถนนในแคลิฟอร์เนีย และด้วยการพัฒนาสถานีเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจนและระบบจัดเก็บและขนส่งพลังงานไฮโดรเจน เชื่อว่ารถเซลล์เชื้อเพลิงจะ สินค้าคงคลังจะค่อยๆ

นอกจากญี่ปุ่นแล้ว แคลิฟอร์เนียยังเป็นตลาดที่ใหญ่ที่สุดของ Mirai

นอกจากนี้ยังเป็นหนึ่งในสองตลาดในโลกที่รถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงขายได้มากกว่า 10,000 คัน

การสำรวจรถยนต์ไฮโดรเจนของเราไม่ได้จำกัดเฉพาะเซลล์เชื้อเพลิงเท่านั้น ทั้ง BMW และ Mazda ได้เปิดตัวรถยนต์ไฮบริดไฮโดรเจนและเปิดตัวเป็นรุ่นที่ผลิตจำนวนมากในปริมาณน้อย อย่างไรก็ตาม ด้วยเหตุผลทางเทคนิคและสภาวะการเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจนที่รุนแรงในขณะนั้น โมเดลเหล่านี้สามารถจมอยู่ใต้น้ำได้เฉพาะในตลาดรถยนต์ขนาดใหญ่ที่มีผลผลิตปีละหลายหมื่นล้านเท่านั้น

แต่ในช่วงไม่กี่ปีมานี้ มีการสาธิตและประยุกต์ใช้อุตสาหกรรมพลังงานไฮโดรเจน ไม่ว่าจะเป็นความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีหรือการสร้างสถานีเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจน ความกระตือรือร้นต่อเส้นทางทางเทคนิคที่ครั้งหนึ่งเคยถูกทิ้งร้างเหล่านี้ได้รับการจุดประกายอีกครั้ง เมื่อวันที่ 15 มิถุนายน 2564 Honda ประกาศปิดโรงงาน Sayama ในญี่ปุ่นและหยุดการผลิตรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน CLARITYFUELCELL รถยนต์ไฟฟ้าจะผลิตที่ศูนย์การผลิตสมรรถนะสูงในโอไฮโอ สหรัฐอเมริกา

โตโยต้ายังได้ทดสอบรุ่นเครื่องยนต์สันดาปภายในไฮโดรเจนอย่างต่อเนื่องในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาเพื่อเป็นข้อมูลสำรองทางเทคนิค แน่นอนว่าคราวนี้เราจะพูดถึงรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงเป็นหลัก สำหรับเครื่องยนต์สันดาปภายในไฮโดรเจนหรือไฮโดรเจนไฮบริด หากคุณสนใจ เราจะหาโอกาสพูดคุยในรายละเอียดอีกครั้ง

ทั้ง BMW และ Mazda ได้เปิดตัวรถยนต์ไฮบริดไฮโดรเจน ในหมู่พวกเขา Hydrogen 7 ของ BMW ได้เปิดตัว E38/E65 รุ่นสองรุ่น ในขณะที่ RX8 Hydrogen RE ของ Mazda ผลิตจำนวนมาก 30 คัน รถคันแรกของผู้เขียนคือ RX8 ของ Mazda ดังนั้นเมื่อมีการเปิดตัวรุ่นที่ขับเคลื่อนด้วยไฮโดรเจน ฉันจึงให้ความสนใจเป็นพิเศษกับมันมาระยะหนึ่งแล้ว

เครื่องยนต์สันดาปภายในไฮโดรเจน V8 ร่วมกันพัฒนาโดย Toyota และ Yamaha

อาจทำให้เพื่อนๆ หลายๆ คนที่ชื่นชอบรถเชื้อเพลิงขนาดใหญ่มองเห็นความหวังว่าพวกเขาจะยังขับรถเครื่องยนต์ขนาดใหญ่ได้ในอนาคต

หลังจากที่ผมเปลี่ยนอาชีพและเริ่มเข้าใจอุตสาหกรรมพลังงานไฮโดรเจน เมื่อคุยกับเพื่อนๆ หลายคนถามผมว่า ทำไมเราจึงเห็นรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงได้ยากในปัจจุบัน ฉันมักจะให้คำอธิบายด้านเดียวแก่พวกเขา ทิศทางการพัฒนาของรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงส่วนใหญ่เป็นรถยนต์เพื่อการพาณิชย์มากกว่ารถยนต์นั่ง ในความเป็นจริง หากคุณให้ความสนใจกับเมืองสาธิตพลังงานไฮโดรเจนบางแห่ง แม้ว่ายังไม่เห็นรถยนต์นั่งส่วนบุคคลแบบเซลล์เชื้อเพลิง แต่อาจมียานพาหนะเพื่อการสุขาภิบาล รถประจำทาง ขยะ รถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงของรถยนต์เพื่อการพาณิชย์ เช่น รถบรรทุกและยานพาหนะด้านโลจิสติกส์อยู่บนท้องถนนแล้ว .

นอกจากนี้ เนื่องจากสถานีเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจนในปัจจุบันในประเทศของฉันและการสร้างเครือข่ายท่อส่งพลังงานไฮโดรเจนไม่สามารถตอบสนองความต้องการของตลาดรถยนต์นั่ง รถยนต์นั่งส่วนบุคคลจึงได้รับการนำร่องในมณฑลกวางตุ้งและเซี่ยงไฮ้เพียงบางส่วนเท่านั้น ด้วยโครงสร้างพื้นฐานในปัจจุบัน รถยนต์นั่งจะได้รับการส่งเสริมอย่างกว้างขวาง เงื่อนไขยังไม่พร้อมใช้งาน จากสถิติ ปริมาณการขายรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงในประเทศของฉันตั้งแต่เดือนมกราคมถึงตุลาคมปีนี้อยู่ที่ประมาณ 3,000 คัน ซึ่งในจำนวนนี้รถยนต์นั่งส่วนบุคคลมียอดขายน้อยกว่า 5% ดังนั้นก่อนอื่นให้สะสมประสบการณ์ทางเทคนิคในอุตสาหกรรมผ่านยานพาหนะเพื่อการพาณิชย์และเพิ่มการลงทุนในการก่อสร้างโครงสร้างพื้นฐาน ซึ่งจะเอื้อต่อการพัฒนาตลาดรถยนต์นั่งส่วนบุคคลเซลล์เชื้อเพลิงในอนาคต

เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนไม่เพียงแต่มีคุณลักษณะของอายุการใช้งานแบตเตอรี่ที่ยาวนานเท่านั้น แต่อายุการใช้งานของแบตเตอรี่ยังไม่ได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิและสภาพแวดล้อมอีกด้วย สามารถใช้เป็นวิธีขับเคลื่อนที่เหมาะสำหรับเครื่องมือการผลิต อย่างไรก็ตาม เนื่องจากไฮโดรเจนมีราคาสูงในปัจจุบัน จึงยังคงต้องการการสนับสนุนด้านนโยบายจำนวนมากเพื่อกระตุ้นตลาด

แม้ว่าผู้ผลิตรถยนต์นั่งบางรายในประเทศของฉันจะเปิดตัวรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิง แต่ทิศทางการพัฒนาของประเทศในปัจจุบันส่วนใหญ่เป็นรถยนต์เพื่อการพาณิชย์ เช่น SAIC, Weichai, Foton, Yutong, Zhongtong, Jiangling, Mercedes-Benz เป็นต้น กำลังพัฒนาไฮโดรเจน- รถยนต์เพื่อการพาณิชย์ขับเคลื่อน เมื่อพิจารณาที่ต้นน้ำและปลายน้ำของห่วงโซ่อุตสาหกรรม แม้ว่าเทคโนโลยีบางอย่างในประเทศของฉันจะค่อนข้างล้าหลังกว่าอุตสาหกรรมประเภทเดียวกันในยุโรปและสหรัฐอเมริกา เนื่องจากนโยบายการตลาดในประเทศของฉันในปัจจุบันมีความโน้มเอียงไปที่รถยนต์เพื่อการพาณิชย์มากกว่า แต่เกณฑ์ทางเทคนิคที่จะข้ามนั้นสูงกว่า . ด้วยการขยายตัวของตลาดอย่างค่อยเป็นค่อยไปในด้านเทคโนโลยี ในขณะที่ค่อยๆ เติบโต ต้นทุนจะค่อยๆ ลดลง

คอขวดของอุตสาหกรรมรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิง

ดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้น ปัญหาคอขวดที่ใหญ่ที่สุดของรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงในขั้นตอนนี้ยังคงเป็นการจัดหาไฮโดรเจน เราสามารถยกตัวอย่างจำนวนสถานีบริการน้ำมันและระยะทางถนนในปักกิ่งในปัจจุบัน ณ ตอนนี้ ระยะทางบนท้องถนนในปักกิ่งอยู่ที่ประมาณ 22,300 กิโลเมตร และมีปั๊มน้ำมันประมาณ 1,030 แห่ง ปัจจุบันมีสถานีเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจนเพียง 14 แห่งที่ใช้งานอยู่ ปั๊มน้ำมันสามารถพบได้ทุกๆ 21.6 กิโลเมตร ในขณะที่สถานีบริการน้ำมันไฮโดรเจนจะต้องพบทุกๆ 1,592 กิโลเมตร

ปัจจุบัน สถานีเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจนส่วนใหญ่ของปักกิ่งตั้งอยู่ในเขตชานเมือง ซึ่งครั้งหนึ่งเคยเป็นสถานที่รองรับการแข่งขันกีฬาโอลิมปิกฤดูหนาว แม้ว่าปัจจุบันปักกิ่งมีแผนสร้างและนำไปใช้งานสถานีเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจน 74 แห่งภายในปี 2568 แต่เมื่อเทียบกับจำนวนสถานีบริการน้ำมันแล้ว ยังแย่กว่าลำดับความสำคัญ

เกาหลีใต้เป็นประเทศที่มีการส่งเสริมรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงเร็วที่สุดในโลก ปัจจุบัน เกาหลีใต้มีรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงมากกว่า 23,000 คันที่ใช้งานอยู่ ในขณะที่ประเทศของฉันมีรถยนต์ประมาณ 5,000 คันที่ใช้งานอยู่ จนถึงตอนนี้ ประเทศของฉันมีสถานีเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจน 290 แห่ง ในขณะที่เกาหลีใต้มีสถานีเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจนเพียง 120 แห่งเท่านั้น ภายในไตรมาสที่สามของปีนี้ ยอดขายสะสมในประเทศของฉันอยู่ที่ 11,027 และยอดขายสะสมในเกาหลีใต้อยู่ที่ 31,596 คำนวณโดยอัตราส่วนของยอดขายสะสมของรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงต่อสถานีเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจน สัดส่วนของยานพาหนะในประเทศของฉันคือ 38.02:1 และอัตราส่วนของสถานีในเกาหลีใต้คือ 263.3:1

แต่ปัญหาในทางปฏิบัติคือประเทศของเรามีพื้นที่ขนาดใหญ่ สถานีเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจน 290 แห่งที่วางแผนโดยรัฐบาลท้องถิ่นนั้นกระจายอยู่ใน 27 จังหวัดบนพื้นที่ 960 ตารางกิโลเมตรทั่วประเทศ พื้นที่เฉลี่ยที่ให้บริการโดยสถานีเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจนแต่ละแห่งคือ 33,100 ตารางกิโลเมตร แม้ว่าสถานีเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจนจะกระจายอยู่ในพื้นที่ที่ค่อนข้างพัฒนาทางเศรษฐกิจ เราก็คำนวณตามพื้นที่ 50% ของประเทศ และรัศมีการแผ่รังสีเฉลี่ยของสถานีเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจนแต่ละแห่งคือ 16,550 ตารางกิโลเมตร ในขณะที่สถานีเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจน 120 แห่งของเกาหลีใต้มีการกระจายพื้นที่กว่า 103,300 ตารางกิโลเมตร ในพื้นที่ภาคพื้นดินของประเทศ พื้นที่เฉลี่ยที่สถานีเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจนแต่ละแห่งแผ่รังสีออกมามีเพียง 860 ตารางกิโลเมตร

มณฑลกวางตุ้งในประเทศของฉันมีพื้นที่ 179,700 ตารางกิโลเมตร ซึ่งมากกว่าพื้นที่แผ่นดินโดยรวมของเกาหลีใต้ จะเห็นได้ว่าแม้แต่มณฑลกวางตุ้งซึ่งมีสถานีเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจนมากที่สุด ก็ไม่สามารถเข้าถึงความหนาแน่นของสถานีเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจนของเกาหลีใต้ได้ เดิมที สถานีเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจนในมณฑลกวางตุ้งมีกระจุกตัวอยู่ที่เมืองฝอซานเป็นหลัก ความหนาแน่นของสถานีเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจนในพื้นที่นี้สูงมากแล้ว แต่ยังขาดแคลนทั้งการผลิตไฮโดรเจนจากพลังงานฟอสซิลและไฮโดรเจนผลพลอยได้จากอุตสาหกรรม และการผลิตไฮโดรเจนจากพลังงานหมุนเวียนยังไม่ได้เริ่มต้นขึ้น ต้นทุนของไฮโดรเจนสูงเกินไป ส่งผลให้สูญเสียยานพาหนะที่ใช้งาน และช่องว่างขนาดใหญ่ในการจัดหาไฮโดรเจนไม่สามารถตอบสนองความต้องการในการทำงานเต็มพิกัดของสถานีเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจนได้

นอกจากนี้ เนื่องจากระดับการค้าโดยรวมของห่วงโซ่อุตสาหกรรมเซลล์เชื้อเพลิงทั่วโลกไม่สูงและขนาดไม่ใหญ่พอ ต้นทุนที่เกี่ยวข้องจึงค่อนข้างสูง และหากเซลล์เชื้อเพลิงต้องการบรรลุมาตรฐานการปกป้องสิ่งแวดล้อมที่ปล่อยมลพิษเป็นศูนย์ให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ นอกจากแหล่งที่มาของไฮโดรเจนจะต้องเป็นไฮโดรเจนสีเขียวที่ผลิตโดยไฟฟ้าสีเขียวแล้ว ยังควรใช้ไฟฟ้าสีเขียวให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ในการผลิต กระบวนการของอุปกรณ์

แม้ว่าโครงการพลังงานลมและโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมในประเทศของฉันกำลังพัฒนาอย่างรวดเร็ว เมื่อเทียบกับพลังงานความร้อน แต่ก็ยังมีความแตกต่างของราคาไฟฟ้าในบางพื้นที่ที่พลังงานลมและเซลล์แสงอาทิตย์ยังด้อยพัฒนา สำหรับการใช้งานส่วนบุคคลอาจไม่แตกต่างกันมากนัก แต่ในการผลิตภาคอุตสาหกรรม จะยังคงเพิ่มต้นทุนการผลิตโดยรวม

อนาคตของยานยนต์เซลล์เชื้อเพลิง

ในปัจจุบัน แม้ว่าบางบริษัทในประเทศของฉัน เช่น Guangzhou Automobile, Hongqi, Changan, Haima, SAIC ฯลฯ กำลังพัฒนารถยนต์นั่งส่วนบุคคลเซลล์เชื้อเพลิง และ Toyota ก็ได้เริ่มจำหน่าย Mirai II ในประเทศจีนแล้ว ราคาโดยทั่วไป สูงกว่ารถยนต์แบตเตอรีลิเธียม และที่สำคัญที่สุดคือผู้บริโภคต้องเผชิญกับความเจ็บปวดจากความยุ่งยากในการเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจน

แม้ว่ารถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงจะยังไม่เปิดตัวในตลาดรถยนต์พลังงานใหม่ แต่ยอดขายที่เพิ่มขึ้นนั้นขึ้นอยู่กับการพัฒนานโยบายมากกว่า แต่สิ่งนี้ในตัวมันเองคือรถยนต์พลังงานใหม่ตั้งแต่มีผลบังคับใช้

กระบวนการที่ต้องมีประสบการณ์ในตลาดคือการค่อยๆ แก้ปัญหาสิ่งอำนวยความสะดวกสนับสนุนโครงสร้างพื้นฐานที่เกี่ยวข้องผ่านการทดลองใช้รถยนต์เพื่อการพาณิชย์บนเส้นทางที่ค่อนข้างคงที่ และเพิ่มความหนาแน่นต่อไป

จากมุมมองของประเทศที่พัฒนาแล้ว เช่น ยุโรป สหรัฐอเมริกา ญี่ปุ่น และเกาหลีใต้ ต่างก็เริ่มต้นกับรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงในช่วงแรก แต่พบปัญหาคอขวดในการจัดหาพลังงานไฮโดรเจนในระหว่างกระบวนการพัฒนา จึงหันหลังกลับ เพื่อลงทุนในโครงการผลิต จัดเก็บ และขนส่งไฮโดรเจน สถานการณ์ปัจจุบันในประเทศของฉันก็คล้ายกัน ในช่วงสองทศวรรษที่ผ่านมา ความสนใจและการลงทุนมุ่งเน้นไปที่เซลล์เชื้อเพลิง แต่สถานีเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจนและโครงการอิเล็กโทรไลเซอร์ได้เร่งตัวขึ้นอย่างมากในช่วงสองปีที่ผ่านมา

ในขณะเดียวกัน ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและการพัฒนาขนาดใหญ่ ต้นทุนการผลิตของต้นน้ำและปลายน้ำของห่วงโซ่อุตสาหกรรมสามารถลดลงได้อย่างมาก รถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงพึ่งพาการปกป้องสิ่งแวดล้อม การเติมพลังงานที่สะดวก และข้อดีมากมายที่ไม่ได้รับผลกระทบจากปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม เมื่อเงื่อนไขโครงสร้างพื้นฐานครบกำหนด สถานการณ์สามารถเปิดได้

เมื่อพิจารณาจากแผนพลังงานไฮโดรเจนที่ออกโดยภูมิภาคต่างๆ ระยะเวลาการสาธิตในภูมิภาคส่วนใหญ่ยังคงถูกครอบงำด้วยรถยนต์เพื่อการพาณิชย์จนถึงปี 2025 และแผนสำหรับปี 2030 ในบางภูมิภาคเกี่ยวข้องกับรถยนต์นั่งส่วนบุคคล อย่างไรก็ตาม เราเชื่อว่าการพัฒนารถยนต์นั่งส่วนบุคคลเซลล์เชื้อเพลิงเป็นตลาดที่ผู้ผลิตรถยนต์ครอบครองมากกว่า หลังจากที่โครงสร้างพื้นฐานค่อนข้างสมบูรณ์และต้นทุนเป็นไปตามความคาดหวังของตลาด ภายในปี 2573 ต้นทุนเซลล์เชื้อเพลิงจะลดลงจากปัจจุบัน 4,000 หยวน/กิโลวัตต์ เป็น 1,000 หยวน/กิโลวัตต์ ต้นทุนไฮโดรเจนจะลดลงเหลือ 25 หยวน/กก. ด้วยข้อดีด้านประสิทธิภาพที่เหนือกว่าของเซลล์เชื้อเพลิง เรามีความคาดหวังที่ดีต่อโอกาสในการใช้งาน

สำหรับว่าเซลล์เชื้อเพลิงหรือการเผาไหม้ภายในของไฮโดรเจนจะกลายเป็นอนาคตหรือไม่ ไม่มีความขัดแย้งมากนักระหว่างผลิตภัณฑ์ทั้งสองนี้ที่รากเหง้า ผมคิดว่าผลสุดท้ายของตลาดผู้บริโภคยังคงต้องให้ผู้บริโภคเป็นผู้ตัดสินใจ