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氢燃料电池车比纯电动车更靠谱吗?

  • 原创
  • 2019-07-05 08:57
  • 来源:电车资源

摘要:全球规模最大、登记最高的氢燃料电池汽车加氢站已经在上海化工区正式落成。6月10日,上海市嘉定区又推出了“氢燃料电池汽车产业集聚区规划”和“鼓励氢燃料电池汽车产业发展的有关意见(试行)”。

【电车资源 行业资讯】全球规模最大、登记最高的氢燃料电池汽车加氢站已经在上海化工区正式落成。6月10日,上海市嘉定区又推出了“氢燃料电池汽车产业集聚区规划”和“鼓励氢燃料电池汽车产业发展的有关意见(试行)”。

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据悉,本次规划的氢燃料电池汽车产业集聚区位于安亭镇环同济片区。同时在盐铁塘以西、曹安公路以北区域将建立年产值300亿的氢能港,规划范围2.15平方公里,根据目标,到2025年嘉定区氢能以及燃料电池车全产业链年产值将突破500亿元。

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张家口在2015年就成为了可再生能源示范区,使用风力、太阳能等等获得的电力,通过电解水制氢,并且建成2座加氢站。6月12日,氢能张家口建设规划发布会暨UNDP授牌仪式、氢能产业项目签约活动在京举行,会上发布了《氢能张家口建设规划(2019—2035年)》,规划今年内增建5座加氢站,在2020年累计建成21座,并且引入氢燃料电池公交车74辆,到2021年规划累计推广各类氢燃料电池汽车1500辆。

由以上信息可以看出,各地市政府对于氢燃料电池汽车的鼓励以及促进,对于未来氢燃料电池汽车的发展有极大的促进作用。但同样作为新能源,在目前阶段,氢燃料电池汽车会比纯电动车更靠谱吗?

● 氢燃料电池汽车的原理

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氢燃料电池汽车与目前的增程式混动车类似,简单来说就是用氢燃料电池替代了作为增程器的汽油发动机。氢燃料电池利用氢气与氧气发生的化学反应来产生电力,并将电力储存在锂离子电池中,最后同样是通过电动机来输出动力。

● 目前的氢燃料电池汽车

说到氢燃料电池汽车,就不得不提丰田Mirai与本田Clarity了,这两辆车已经可以代表目前氢燃料电池汽车的最高水平。

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丰田Mirai和本田Clarity并没有在全球范围内上市,目前都只在日本和美国加州地区作为租车使用或销售,可以算是丰田和本田在注重环保的日本本土以及市场庞大的美国市场的一次试验。

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以本田Clarity为例,长宽高为4915mm/1875mm/1480mm,轴距2750mm,与一般的中型车差不多。前驱的布局,电机最大功率为130kW(177Ps),最大扭矩300Nm,也与目前主流的中型车相似。

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整套燃料电池动力系统全部布置在了前舱之中,底盘中部为锂离子电池,后排座椅下方以及靠背后方是两个容量分别是24L和117L的70MPa储氢罐,总共可以存储5kg高压氢气,燃料电池堆的能量密度为3.1kW/L,在美国EPA工况下的续航里程可达589km。

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而在燃料补充方面,加满一箱氢燃料也仅需要3-5分钟,与目前的汽柴油车差不多,只要加氢站能够做到像现在的加油站一样的数量,人们用车时就可以不需要改变原本的习惯。

跟电动车一样的零排放,和燃油车一样的使用习惯,在新能源领域,氢燃料电池汽车似乎是比纯电动车更好的选择,但这只是最理想的状态。

● 氢燃料电池汽车的难点

想要氢燃料电池汽车真正的大规模应用,需要解决的问题比电动车要多很多,要从整个产业链的角度来看待问题,比如其生产、分配、运输、加注等等,这些环节要实现起来十分复杂。

一、氢资源的生产

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目前,工业制氢有几种方法,天然气、电解水、褐煤、污泥、焦炉气以及电解盐等等。但燃料电池技术所需要的氢纯度要求非常高,至少要99.99%,其中一氧化碳的浓度要保持10的负6次方以下,否则会让催化剂中毒。

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日本目前是使用褐煤制氢的方法,从澳大利亚开采褐煤,在当地粉化干燥制备成甲烷后,再通过高温加热就可以获得大量的氢气,之后再将氢气成本冷冻液化运输。不过这种方法的缺点在于制备的过程中会有大量的二氧化碳等副产物,但可以通过CCS技术就地封存。

对于中国来说,从其他国家大量购买资源是不现实的。而中国制氢技术还十分落后,目前制取氢气纯度最高的方式是电解水,其成本是煤炭、天然气制氢的数倍,虽然工业副产的氢气较多,但是依靠现在的技术,提纯难度依然很大。因此如何依靠自身的资源大量稳定的获取氢气仍是需要长时间研究探讨的问题。

二、基础设施的建设

虽然氢燃料电池汽车对于加氢站的依赖基本跟现在的汽油车持平,但加氢站的安全标准要比加油站高很多,因此建设难度、维护成本都要更高,更不要说与充电站相比了,据数据显示建成一座加氢能力大于200公斤的加氢站需要超过1000万元,是一般加油站的2-3倍,推广难度可想而知。

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三、氢燃料电池的核心技术和成本

与锂电池不同,氢燃料电池的关键技术和关键材料普遍掌握在美国和日本手中,例如对氢燃料电池的使用性能、寿命、成本等有决定性影响的质子交换膜,目前全球能够商业化供应氢燃料电池质子交换膜材料的公司除了美国杜邦,再无他家。虽然日本境内也有一家公司同样可以生产,但出于众所周知的原因,这家公司拒绝对任何国家销售该产品。

目前氢燃料电池的催化剂是铂金,铂金全世界的产量都很低,并且价格昂贵,这也直接导致了氢能源汽车的成本居高不下,以前文提及的丰田Mirai为例,它在美国的售价高达58500美元(约合人民币40万元),这还是在丰田已经能够掌握核心技术的前提下。

● 氢燃料电池汽车的未来展望

虽然氢燃料电池汽车的推广有着众多难点,但仍然可以效仿当初推广纯电动车的举措,在商用车领域率先进行试点。在最近的2019世界新能源大会上,氢燃料电池汽车“十城千辆”的推广模式再次被提及,并列举了从2020年开始直到2035年的长期规划。从2020年的5000辆氢燃料电池城市大客车开始,逐步发展到3035年,落地超过100万辆可在城市间联网跨域运行的长途卡车,等到制氢、储氢、运氢等商业运营一体化的氢能体系真正建立完善后,再将技术大规模应用到普通家用车上。

● 写在最后:

氢燃料电池汽车相比纯电动车确实有某些明显优势,但这种优势也有待在产业化成熟之后或许才能得以实现,毕竟氢燃料电池的发展问题绝不是一个主机厂或某个产业就可以解决的,它涉及的上下游产业链比纯电动车更漫长。因此对于目前的普通消费者来说,纯电动车在很长一段时间内依然是新能源汽车领域的更好选择。

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