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2019-06-17 点击量:419次
近些年,环境形势越来越严峻,世界各地汽车工业一直在寻求替代燃油的新能源解决方案,曾经我们在化学课上学到的那个“水电解生成氧气和氢气,氢气和氧气燃烧生成水”的化学反应被视为打开未来出行的钥匙,不过似乎一直停留在未来。
当内燃机的物理极限被开发殆尽,又受制于严苛的排放标准。不得不寻找物理极限更高且排放标准更低的驱动方式。于是电驱动进入我们的视野,氢燃料逐渐被淡化。当然研发机构对于氢燃料的研发并没有停滞不前,电池技术迟迟没有革命,成本居高不下,发展遇到了瓶颈。于是在纯电动车万众瞩目的时代,氢燃料悄无声息的达到了可以商用的程度。不过随着挪威当地时间6月10日的一声巨响,将氢燃料再次推向了风口浪尖。
为什么说氢燃料才是未来
氢燃料的优势:
零碳排放,氢燃料电池反应最终产物为水,当然纯电也是零碳排放,不过从制氢和发电的产业角度,目前发电普遍采用的火电碳排放比制氢的碳排放高,所以从全产业链的排放来看,氢燃料反而优于纯电动。
氢燃料不值钱,氢作为一种化学反应中常见的元素,来源非常广泛。目前工业副产物中的氢气都只能被烧掉,不能产生价值,除了工业副产物还能通过煤、电解水制氢。对于我国“富煤贫油少气”的资源结构来说是一种非常有吸引力的能源。对于资源匮乏的日本来说更是如此,所以日本对于氢燃料更加激进。
制造成本低,相比锂电池来说,氢燃料电池目前价格较高,原因是在于没有形成规模生产。普遍不被认可,但是氢燃料电池结构简单,技术突破难度小,后期形成规模之后必将大幅降低成本。
纯电动的痛点:
电池密度高,能量密度却低,能量密度属于物理范畴,当到达了物理极限就会带来诸多问题,譬如为了提升车辆的续航里程,那不得不加更多电池,但是电池也越来越重,最终附加的电池用来运输本身所带来的重量,汽油车则不会出现这样的问题。
快充受限,电池的充电是一个化学反应,虽然可以人为加速反应,但是太快的话不能满足安全和可靠性需求,在充电速度和安全上只能选择后者。燃油车和氢燃料通过加注的方式就不会面临这样的问题。
氢燃料电池驱动既解决了燃油车排放的问题,又解决了电动车痛点。完全是一种理想的能源,那为什么没有普遍采用呢?因为氢气燃料本身就存在很大的痛点。
氢燃料电池目前的痛点
氢作为元素周期表第一个的元素,最大的特点就是“轻”。而氢气要作为能源那就必须压缩成液体,这样就给储氢的技术带来巨大的考验。目前现有的方式都是建设加氢站,利用甲醇或天然气现场制氢气,和工厂制氢的方式如出一辙。所以这样一来加氢站的建设成本就水涨船高了,最终导致氢气不仅价格昂贵,加氢站也少,用户难以形成规模,那就没有企业会去冒这个风险,电动车自然成为了稳妥可行的方式。并且各个国家的政策普遍都偏向于电动车,在大国全面剖开几乎没有可能性,就算技术城市也只有一些小国家可以试点运行。国内新能源还处在政策导向的发展状态,氢燃料离我们还比较遥远。
氢燃料电池的出路
挪威加氢站爆炸后,加氢站停止运营,对当地的车主造成了严重的影响。丰田和现代分别停售了旗下的两款氢燃料电池汽车。NEXO和MIRAI都是FCEV(燃料电池车),工作原理是氢气发电为锂电池充电同时驱动电机,电机带动车轮旋转。这样的原理似乎跟REEV(增程式电动车)有点类似?常见的别克VELITE5、理想智造ONE以及刚刚推出的奔驰GLCF-CELL都是采用这样的工作原理,只不过区别在于用汽油发电和用氢气发电而已。所以氢燃料电池跟锂电池并不冲突,反而是相辅相成的关系,未来氢燃料技术突破,基础设施完善,完全可以取代现在的燃油车。
总结:现阶段氢燃料电池技术还不具备太大的实用价值,主要体现在安全和储运方面。只能通过小范围试点运行来检验。不论是REEV还是FCEV多有各自的优势,适用于不同的领域。多方面发展或许才是未来的出路。
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