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燃料电池被广泛视为21世纪车用能源“终极形态”,长续航、加氢快、零排放的优势为众多国家和车企所看好。但燃料电池技术真的能快速颠覆纯电动吗?丰田燃料电池汽车上市是否意味着我们应加快应用步伐?燃料电池应用又应该采取什么样的策略?
众所周知,同属新能源汽车类别,纯电动汽车和插电式混合动力汽车均有着其不足的地方。纯电动是续航里程短、充电时间长、运行效率低、安全难放心;插混则是不能实现零排放、不能彻底摆脱石油消耗困扰。所以,国际公认,21世纪的终极车用能源形式是燃料电池技术,也就是通过氢与氧化学反应、释放-结合电子过程发电、最终生成水的氢动力汽车。
由于燃料电池汽车加注的能源为液态氢,与汽柴油形态相同,因此具有长续航(600km以上)、加氢快(3-5分钟)、零排放(生成的是水)三大优点,同时还可彻底解决石油消耗问题,对于许多国家而言简直是集万千宠爱于一身。
『丰田Mirai燃料电池车』
不仅国外,国内不少地方政府和车企也在纷纷上马燃料电池项目,即便没有上马的车企,也在大张旗鼓计划大笔投资,仿佛现在不搞燃料电池,未来就会被彻底抛弃一样。而计划的重点,都落脚于四个字:推广应用。那么燃料电池真的这么美好吗?我们真的应该效仿国外、加速推广应用步伐吗?未必!
有句话说的好,人无完人。世间并没有一项事物能做到十全十美,燃料电池亦如是。其主要的缺点有以下三点:制氢难、成本高、基础设施建设投入大。
一是制氢难。当然,很多人也会说储氢、运氢也难,但在笔者看来后两者的难度是低于前者的。之所以说制氢难,目前国际上主要的制氢策略是电解水、工业废氢采集、煤化工制氢三条路。
对于电解水,这根本就是一个伪命题,原因是能源形态从水、电解、出氢、氢氧反应、出电、排水,整个过程就是从水到水,是一个逆向和正向的过程,中间只有能源浪费,并不满足新能源汽车“节能”的出发点。
对于工业废氢采集,也非常困难,要满足全社会车用氢气的需求量,一两个工厂是完全不够的,至少80%以上的工业企业都要建立完备的废氢采集体系和安全储氢体系。那么问题来了,废氢是卖不上价的,工业企业凭什么帮你收集?
对于煤化工制氢,虽然拥有成本和规模优势,但环保的风险十分巨大。比如,建设一个10万标立米/小时的煤制氢厂,一年下来排放的二氧化碳在80-90万吨左右,不仅通不过环评,而且还与燃料电池减排的本质形成了巨大冲突。
二是成本高。目前一套80kW质子交换膜燃料电池系统的成本在180美元/kW以上,即便以控制成本出名,丰田Mirai的整套燃料电池系统也接近2万美元。换句话说,燃料电池动力系统成本接近20万元,是传统动力总成(发动机+变速箱)的6-8倍。即便随着后期规模扩大和贵金属铂用量的下降,这个成本在10年内也很难降到6万元以内。
三是基础设施投入太大。由于能源形态不同,加氢站难以像充电桩一样形成小场地、分布式布局,也无法形成私人车库加氢桩形式,而必须如同加油站一样独立建立/共建(共建技术规范已制定)。相当于,在加油站、充电站之外,建立独立的第三套能源供给体系,这个基础设施投入太大,一般国家根本承受不起。
问题严不严重,
不应看现在的情形,
而应看是否存在有效解决的思路,
只要有思路,
解决起来只是个时间的问题。
但很遗憾的是,
对于制氢、成本、基础设施三大问题,
目前暂时还没有看到任何行之有效的解决思路,
方案有很多,
但都存在缺陷和漏洞。