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      氫能到底如何 未來是否能普及

      2018年10月31日 14:52 ? 次閱讀

      日前,在江蘇召開的第三屆國際氫能與燃料電池汽車大會上,長城汽車宣布入股德國加氫站運營商H2 MOBILITY,并表示將與其共同推進歐洲、中國乃至全球的氫能源基礎設施建設。

      消息一出,立刻吸引了業界的目光,同時也將氫能這一新能源再次推到我們面前。氫能到底如何?長城汽車此舉又有什么意義呢?

      01

      氫是理論上最清潔的能源。

      眾所周知,地球上化石燃料的存量有限,它在未來終將迎來枯竭。有報告指出,到2020年全球石油開采將達到一個頂峰,而后石油產值將逐年下降。這就意味著,人類必須為汽車尋找替代能源。

      目前,核能、太陽能、風能以及潮汐能是已被應用的替代能源。其中,核能的潛在威脅至今難破,太陽能利用率不高,風能、潮汐能不穩定,很難將它們直接運用在汽車上。所以,人類仍在持續尋找替代能源。

      學過化學的都知道,氫氣與氧氣反應后,在產生能源的同時,理論上的產物清潔無比,因為就是水。實驗室數據顯示,運用于燃料電池上的氫發電效率能夠達到50%以上,能量轉換效率也比較高。因此,氫能源就進入替代能源的清單。

      02

      制氫方式有多種,各有利弊。

      說到制氫的方式,其實有許多種。目前,主要使用的方式有伴生氫、化石燃料制氫、電解水、生物制氫、光解水制氫等。

      氫能到底如何 未來是否能普及

      比如,在焦爐煤氣煉焦和氯堿工業中是可以副產氫,但由于此前的原因,我國這些工業并沒有將制氫單獨拿出來。

      而煤制氫算是目前主要的制氫來源,成本也相對低,包括日本也采用在澳大利亞及文萊開展煤制氫。盡管我國煤炭資源較豐富,但煤化工本身的污染一直被詬病,其也會大量產生二氧化碳并費水。目前有技術嘗試將二氧化碳埋入地底,但也需要較長的時間才能被消化掉。

      而要注意的是,目前燃料電池中催化氫及氧在電極板間形成電流的、可商用的質子交換膜,是用鉑作為催化劑(鉑,貴金屬,目前超過180元/克)。這就要求用于氫燃料電池的氫要有一定的純度,比如硫含量需要被嚴格規定,因為它會導致鉑“中毒”,引起催化劑性能降低乃至失效。而我國的煤工業此前對氫沒有針對性規定,如何純化會是個問題。

      至于電解水、生物制氫、光解水制氫,目前來看,效率都不高,且成本不低。

      03

      加氫很快,儲氫與運輸氫并不輕松。

      加氫過程與加油類似,據說僅需要3-5分鐘即可完成,其效率自然遠優于動力電池的充電效率。但由于氫氣的易燃易爆特性,儲氫與運輸氫也并不是一件輕松的事。

      目前,將氫氣以液態的形式儲存并運輸能降低安全風險,但即便如此,它也仍然屬于危險化學品的范疇,運輸技術也有待攻克。同時,運輸液態氫的車上路也得有交通相關部門的審批,且成本不低。

      所以,現在業內有傾向于在加氫站制氫,或100公里內有制氫點。而說到加氫站,由于目前氫被定義為危險化學品,故按規定在大多數地方,加氫站得建在化工園區。如果后續不改變,或許加氫站在國內普及還有難度,畢竟誰也不愿意為了給汽車加個氫就跑到化工園區吧。

      另外,加氫站的建設成本也不低,有數據表明約在200-300萬美元/座,這也是導致加氫站普及較難的原因。根據規劃,到2020年,我國的加氫站將達到100座;不過,對于我國的國土面積來講,這只能算是杯水車薪。而日本計劃到2020年建成160座加氫站,對于國土面積略小于云南的它來說,當然是夠了。

      此次長城汽車入股5%的德國公司H2M,目前在德國有超過50座加氫站投入運營,有40多座加氫站正在實施中。對比之下,其加氫站數量規模的確可觀,應是吸引長城汽車加入的原因。而根據長城汽車的說法:未來其將與H2M密切合作,共同推進歐洲、中國和全球的氫能基礎設施,共同加速歐洲和中國向氫能交通過渡。

      04

      加入氫能源陣營的車企已有不少。

      盡管目前應用氫能源仍有不少問題待攻克,還得防范將氫作為能源載體帶來的其他環保風險,但從理論上講氫能源的清潔是美好的。

      目前,全球已有不少車企開始關注和研究氫燃料電池汽車。寶馬、奔馳等豪華品牌在列,豐田、本田以及現代更是熱衷于此,已經推出了量產車型。目前豐田Mirai以及本田Clarity都已經達到了上路標準,性能與當前主流燃油車型相差無幾。

      國內方面,長城汽車自8月31日收購上海燃料電池汽車動力系統有限公司51%股權后,也具備了燃料電池驅動技術。而上汽集團旗下上汽大通FCV80氫燃料電池車已于去年上市銷售。

      有人預測,到2025年,全球氫能源市場有望達到10萬億元規模,前景可謂大好;但此前業內人士對動力電池市場也有過相似的預測。那么,到底哪一種形式將主導未來新能源車呢?或許,我們只有邊走邊看了。

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