未來能源三分天下必有氫:氫能源&氫燃料電池(一)
前言:
5月11日,中國國務院總理李克強11日考察了位于北海道苫小牧市的豐田汽車公司相關零部件工廠。日本首相安倍晉三也陪同參觀。豐田社長豐田章男前往迎接,就李克強頗感興趣的電動汽車(EV)等尖端技術(shù)進行介紹。從報道中所透露的信息證實,此次考察是由中方提出的。“日本政府相關人士稱,考察工廠是由中方提出的。為推動經(jīng)濟的結(jié)構(gòu)性改革,李克強十分重視企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力。中國已提出加快普及EV等的方針,這次可能因此選擇了考察該工廠。”隨著,李總理主動考察豐田,特別是在氫燃料汽車面前的長時間滯留,甚至引來中國EV政策方向有變的推測。燃料電池汽車(Fuel Cell Vehicle,F(xiàn)CV)不僅能夠在燃料上實現(xiàn)對燃油的完全替代,而且具有「零排放」、能量轉(zhuǎn)換效率高、燃料來源多樣并可靈活取自于可再生能源等優(yōu)勢,因而被認為是實現(xiàn)未來汽車工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要方向之一,也是解決全球能源和環(huán)境問題的理想方案之一。讓更多的人了解與關注該技術(shù),清清君聯(lián)合本公司的市場部門給大家推出了“未來能源三分天下必有氫”系列文章,以饗讀者。部分資料來自網(wǎng)絡,在此一并感謝!
氫能是一種二次能源,它是通過一定的方法利用其它能源制取的,而不像煤、石油和天然氣等可以直接從地下開采,幾乎完全依靠化石燃料。氫能源被視為21世紀最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉础J澜绺鲊谘芯咳绾文艽罅慷畠r的生產(chǎn)氫。利用太陽能來分解水是一個主要研究方向,在光的作用下將水分解成氫氣和氧氣,關鍵在于找到一種合適的催化劑。如今世界上有50多個實驗室在進行研究,但至今尚未有重大突破,但它蘊育著廣闊的前景。
氫能在可再生能源存儲方面的獨特優(yōu)勢,“電解水裝置可將難以并網(wǎng)的間歇性電能轉(zhuǎn)變?yōu)闅淠茉础Ec抽水蓄能、壓縮空氣、二次電池等儲能方式相比,氫儲能具有地理環(huán)境制約少、規(guī)模適應性寬、投資成本低、環(huán)境友好等顯著特征”。比電更容易分散儲存,可像天然氣一樣利用管網(wǎng)進行規(guī)模化配送;獲取方式多元,既可從煤、石油、天然氣等化石能源制取,也可從工業(yè)副產(chǎn)品中獲得,更可通過可再生能源制取。
隨著中國經(jīng)濟的快速發(fā)展,汽車工業(yè)已經(jīng)成為中國的支柱產(chǎn)業(yè)之一。2007年中國已成為世界第三大汽車生產(chǎn)國和第二大汽車市場。與此同時,汽車燃油消耗也達到8000萬噸,約占中國石油總需求量的1/4。在能源供應日益緊張的今天,發(fā)展新能源汽車已迫在眉睫。用氫能作為汽車的燃料無疑是最佳選擇之一。
氫的獲取:如何獲取廉價氫燃料是氫能源產(chǎn)業(yè)必須攻克的重點問題。工業(yè)領域的副產(chǎn)氫可以作為廉價氫來源的備選之一。
氫燃料的儲運:
氫燃料的使用成本:
氫燃料電池
低溫燃料電池根據(jù)電解質(zhì)不同,可分為AFC(堿性燃料電池)、PEMFC(質(zhì)子膜燃料電池)、PAFC(磷酸型燃料電池)。PEMFC有溫度最低、比能最高、啟動最快、壽命長等優(yōu)點,是技術(shù)最成熟的電動車動力源。豐田Mirai電池組就采用了GORE-SELECT?質(zhì)子交換膜技術(shù),這款質(zhì)子交換膜是基于膨體聚四氟乙烯(ePTFE)制成,可促進氫燃料與氧氣之間的化學反應,功率可達114KW。
此次工信部公布的2017年第五批《新能源汽車推廣應用推薦車型目錄》三款燃料電池車中,大通FCV80采用的也是PEMFC技術(shù)。
氫燃料電池的優(yōu)點在于續(xù)駛里程長、動力性高、燃料加注時間短,使用方式跟燃油車基本一致,且零污染。這也使得不少業(yè)內(nèi)人士認為氫燃料的發(fā)展將會是新能源的重要方向。
在日益嚴格環(huán)保要求下,新能源汽車市場已逐漸成為趨勢。其中,氫燃料電池因續(xù)航里程長、動力性能高、燃料加注時間短、適用地域廣等優(yōu)勢越發(fā)受到國際上的認可,成為汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)競爭的制高點。燃料氫是地球上取之不盡用之不竭的能源,排放的只有水,沒有二氧化碳。簡單來講就是,用氫氣作為燃料代替石油,用燃料電池代替發(fā)動機,氫氣在燃料電池中與氧氣發(fā)生反應產(chǎn)生電能,而排放物是水。相比于傳統(tǒng)燃油動力總成,燃料電池具有能量利用率高、環(huán)境親和力強、能源安全性好等諸多優(yōu)勢。另一方面,從氫燃料汽車本身來說,具有無污染、零排放、能量大、快速補給等優(yōu)點,并且能源利用效率達到了65%以上,更為重要的是,氫燃料有著非常高的能量密度和快速補給能力,綜合來看,氫燃料就是汽車能源的“終極解決方案”。
當然,優(yōu)勢十分突出,氫燃料汽車的劣勢卻也是十分明顯。首先,有關氫燃料方面的技術(shù)并不成熟,尤其是氫燃料儲存的問題,一直沒有很好的辦法解決,即使有些車企推出氫燃料車型,也只能小規(guī)模的面向市場;其次,氫燃料汽車造價昂貴,受眾范圍太小,如果想要普及則需要很長的時間過渡,這也是車企們不愿在其身上花費太多精力的主要原因之一;最后,氫燃料汽車的充電問題、售后服務、包括相應的基礎設施建設等等,都需要重新布局建設,又是一筆驚天巨賬,這些無疑都阻礙了氫燃料汽車的發(fā)展。

責任編輯:仁德財
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