由于日本豐田在世界上最早推出Mirai氫燃料燃料電池電池汽車(chē),人們對(duì)這種新能源汽車(chē)的期望一度風(fēng)靡全球,被稱(chēng)為人類(lèi)最環(huán)保的汽車(chē)。本人一直因?yàn)樗牡娜剂蠚湓诘厍蛏喜⒉惶烊淮嬖?、需要大?guī)模生產(chǎn),因而對(duì)其抱懷疑態(tài)度。今天將其與純電動(dòng)汽車(chē)作一對(duì)比,特寫(xiě)本文質(zhì)疑之。
圖一:純電動(dòng)汽車(chē)能量流向圖
從圖一可見(jiàn),純電動(dòng)汽車(chē)的能源是發(fā)電廠(chǎng),這是純電動(dòng)汽車(chē)被廣為詬病的主要原因,有人說(shuō)發(fā)電廠(chǎng)有很大的污染,由此得出純電動(dòng)汽車(chē)不比燃油車(chē)好多少的結(jié)論。發(fā)表這種議論的人卻不想一想:純電動(dòng)汽車(chē)的污染是來(lái)自發(fā)電廠(chǎng),但世界上發(fā)電廠(chǎng)為數(shù)畢竟有限,而數(shù)千萬(wàn)輛燃油車(chē)滿(mǎn)世界跑,它們治理的難度比較發(fā)電廠(chǎng)來(lái)說(shuō)不是僅僅高一個(gè)數(shù)量級(jí)的問(wèn)題,這種議論不攻自破。
圖二:氫燃料汽車(chē)能量流向圖
氫燃料電池首先要消耗大量電能將水電解,從而產(chǎn)生氫氣和氧氣。生產(chǎn)出來(lái)的氫氣在車(chē)上需要使用高壓儲(chǔ)氫罐或者低溫技術(shù)運(yùn)輸,這具有一定危險(xiǎn)性同時(shí)造價(jià)較高。車(chē)行駛時(shí),氫氣和氧氣在催化劑(曾一度為貴金屬)的作用下生成無(wú)害的水,從而產(chǎn)生電能。然而,這樣的電池不能在瞬時(shí)產(chǎn)生大功率(例如在汽車(chē)啟動(dòng)或加速時(shí)),還需要一個(gè)小容量的鋰電池來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的電機(jī),而氫燃料電池則對(duì)此鋰電池進(jìn)行慢充電。
根據(jù)網(wǎng)上資料(見(jiàn)文末參考資料),一度電可以制氫30.395克,駕駛氫燃料汽車(chē)消耗1公斤氫氣可以跑200公里。駕駛純電動(dòng)汽車(chē),使用20度電可以從上海虹橋開(kāi)到蘇州。計(jì)算一下,20度電可以制氫607.9克,跑121.58公里,同樣也差不多從上??梢蚤_(kāi)到蘇州。
從上面的例子,本人的看法是,用這些制氫的電直接給電池充電,可以達(dá)到相同的結(jié)果。氫燃料汽車(chē)有很多技術(shù)問(wèn)題,據(jù)我看都是畫(huà)蛇添足,沒(méi)有必要,徒然增加了巨大的成本。
以上是基于用電解水來(lái)制氫的方法。更廣義的可以用煤石油天然氣等化工方法制氫,成本比用電更低,但純電動(dòng)汽車(chē)也有其他途徑充電,用以衡量的指標(biāo)稱(chēng)為Well-To-Wheels total petroleum usage(油井至車(chē)輪石油用量,單位Btu/mi)。還有一個(gè)指標(biāo)稱(chēng)為Well-To-Wheels GHG emissions(油井至車(chē)輪溫室氣體排放,單位g/mi)。按此,兩種汽車(chē)的比較如下表:
純電動(dòng)汽車(chē) | 氫燃料汽車(chē) | |
Well-To-Wheels GHG emissions(g/mi) | 214 | 260-314 |
Well-To-Wheels total petroleum usage(Btu/mi) | 54 | 27-67 |
從上表看,氫燃料電池汽車(chē)的總溫室氣體排放甚至稍高于純電動(dòng)汽車(chē),何談它是最清潔的能源?從制氫成本來(lái)看,最低的可以比純電動(dòng)汽車(chē)少一半,但是這加上它在儲(chǔ)存等方面增加的成本幾乎可以忽略。
當(dāng)然,氫燃料汽車(chē)有很多優(yōu)點(diǎn),例如加氫比純電動(dòng)汽車(chē)充電快得多,續(xù)駛里程可以和燃油汽車(chē)比擬等。問(wèn)題是,這些優(yōu)點(diǎn)是用多少代價(jià)換來(lái)的?同時(shí),純電動(dòng)汽車(chē)的電池這10年中性能不斷提高,例如續(xù)駛里程已經(jīng)快要滿(mǎn)足用戶(hù)期望。事物在不斷變化,電池的技術(shù)性能日新月異,相信充電時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題也會(huì)最終得到解決。
氫燃料電池早在上世紀(jì)60年代就在宇航事業(yè)中得到長(zhǎng)足的應(yīng)用。在航空業(yè)人們?yōu)榱藴p少溫室氣體排放做了巨大努力,歐洲空客正在研制氫動(dòng)力飛機(jī)。由于氫燃料的能量密度比鋰電池高、重量輕,看來(lái)比鋰電池在空中有更大優(yōu)勢(shì)(盡管已經(jīng)有使用電池的飛機(jī)銷(xiāo)售)。但是在陸地上,由于汽車(chē)巨大的產(chǎn)量,人們必須從商業(yè)價(jià)值對(duì)其進(jìn)行評(píng)估。
這些日子,日本的日產(chǎn)汽車(chē)和德國(guó)的奔馳汽車(chē)都停止了氫燃料汽車(chē)的生產(chǎn),世界上與我有相同看法的可能大有人在。
Reference
lhttps://zhidao.baidu.com/question/22440433.html
lhttps://baike.baidu.com/item/%E6%B0%A2%E7%87%83%E6%96%99%E7%94%B5%E6%B1%A0
lhttps://www.zhihu.com/question/361580836
來(lái)源:第一電動(dòng)網(wǎng)
作者:純義
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