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水氢发动机不靠谱,那靠谱的“氢动力汽车”是什么样的?

2019-05-31 21:24 前瞻网   

 

水氢发动机不靠谱,那靠谱的“氢动力汽车”是什么样的?

要说起近期汽车圈最火爆的新闻,南阳水氢发动机肯定算一个。

所谓的水氢发动机,除了需要加水,还要及时补充铝分子材料和贵金属催化剂,然后通过化学反应获得大量的氢气来驱动汽车。

但是这一制氢装置根本就是画蛇添足。直接向汽车加注氢气既可以减轻整车质量又可以降低空间占用负担不是更好吗?而且无论是从能耗还是从经济性来看,铝粉制氢远不及电解水制氢来得划算和环保。

总而言之,“汽车喝水就能跑上千公里”,其实就是偷换概念,故意模糊制氢过程,有意将成本高昂的铝粉制氢,转化为“只需要加水”就能跑的“伟大发明”。多位专家认为,这一“发明”现阶段在技术、成本以及实用性上根本没有存在的合理性。

水氢发动机不靠谱,那靠谱的“氢动力汽车”是什么样的?

(丰田Mirai氢动力汽车|图片来源:丰田视频截图)

水氢发动机不靠谱,那靠谱的氢动力汽车”是什么样的?

虽然水氢发动机不靠谱,但氢动力汽车却早已在我们的现实生活中生根发芽,甚至正奋力成长。

氢气由于是二次能源,热值高,制取的方式也很广,没有能源枯竭的担忧,并且能够实现零排放零污染,算得上是很理想的动力来源,在交通领域被广泛认为是最具前景的能源之一。

早在19世纪初欧洲便开始研发氢动力汽车,并出现了氢内燃机汽车,即通过氢气燃烧来推动活塞做功,从而驱动车辆。但目前主流的氢动力汽车是氢燃料电池汽车(Fuel cell vehicle-FCEV)。氢燃料电池是使氢或含氢物质及空气中的氧通过燃料电池以产生电力,再以电力推动电动机,由电动机推动车辆。

自上个世纪60年代末,通用汽车以保护环境为名,揭开这一汽车前沿技术的序幕以来,已过去半个多世纪。目前,从汽车、卡车、火车、飞机甚至到飞行汽车,氢动力在交通领域全面开花。

1. 多国加紧研发氢燃料电池汽车

氢燃料电池汽车解决了氢内燃汽车不稳定、续航短的问题。以首款投放市场的氢燃料电池汽车丰田Mirai为例,3分钟便可完成氢气加注。

车内布置有两个60L高压储氢罐,能够装5KG氢气,达到500km以上的EPA续航里程,储氢瓶采用了碳纤维和玻璃纤维材质,还配备有安全栓,即万一发生火灾后,安全栓会熔断缓慢释放氢气,避免发生爆炸,所以在稳定性和续航里程上的问题,氢燃料电池汽车已经攻克。

目前,日本、德国和韩国已经有大量燃料电池汽车上路,而澳大利亚、挪威、丹麦、中国和美国紧随其后,正在加紧研发。

据前瞻产业研究院发布的《中国燃料电池行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》统计数据显示,截止至2017年中国燃料电池汽车产量达到了1275辆,销量已达1048辆。随着制氢、储氢、输氢工业的快速发展,我国氢燃料电池汽车行业有望以最快的速度前进。氢燃料电池汽车预计2020年在商用车领域将实现万辆产销规模,氢能产业也将进入一个爆发期。

2. 全球首辆氢动力火车在德国开动

2018年9月17日,全球首两列氢能源火车于德国首次投入服务。据悉,该列车时速可达140千米,每次充电后续航里程达1000千米,并且在行驶过程中几乎没有噪音。氢气火车较柴油火车更加环保,只排出蒸汽和水,真正做到零排放,零污染。

该氢能源火车由法国工业巨擘阿尔斯通生产,其行政总裁拉法热宣布,氢气火车成功进入商业市场,现正准备量产,德国其他州也对零排放的氢气火车均感兴趣。此外,英国、荷兰、丹麦、挪威、意大利及加拿大亦有兴趣购买氢气火车,法国政府则拟于2022年首次引入。

3. 氢动力卡车界的“特斯拉”

美国新能源汽车初创企业尼古拉汽车公司,目前已经推出了三款氢动力燃料卡车。

尼古拉在2017年上半年推出了第一款氢燃料动力卡车--Nikola One,续航可达到1200英里。去年9月,尼古拉与马勒达成合作,开发全新氢电重卡Nikola Two,该卡车设计巡航范围为500至1000英里(800至1600公里)。去年11月,第三款氢燃料电动半挂式卡车Nikola Tre问世,这是“第一辆欧洲零排放商用卡车”,续航能力为500到1200公里不等。

尼古拉创始人表示:他们的氢动力卡车比特斯拉的电动卡车要轻500磅(约0.226吨)。在大型卡车上安装装有压缩氢气的大型储罐比在小型汽车上更容易,而在被频繁使用的氢气商用卡车上,这项技术的成本更容易收回,并且加油时间和行驶里程与柴油卡车相当。

4. 氢动力飞机

今年5月15日,据英国《每日邮报》报道,美国宇航局(NASA)正在探索利用液氢燃料电池制造全电动客机的可能性。这种全电动客机将不会产生任何温室气体排放。

这种液氢燃料电池通过使用冷却的冷凝液氢代替氢气,不需要沉重的压力储罐就能产生清洁能源。这一转变可能首次为大型飞机带来可行的氢动力,并给商业航空业带来革命性的变化。

过去几十年来,飞机配置和发动机设计的改进提高了飞机的效率。然而,航空业对化石燃料的持续依赖意味着,航空旅行仍然是全球温室气体排放的主要“贡献者”之一。氢燃料驱动的电动客机有望大幅减少航空旅行带来的大气污染。

5. 氢动力飞行汽车

未来出行的战火正全面蔓延,市场的争夺从地面转战空中。

近年来,飞行汽车逐渐被看好,大批企业纷纷入局。主要玩家大致可分为四类:第一类是航空巨头,如波音和空客;第二类是汽车制造商,包括丰田、戴姆勒、吉利、奥迪、劳斯莱斯、阿斯顿-马丁等;第三类是互联网公司,Uber、谷歌、腾讯都已经有所布局;第四类是初创公司,如被吉利汽车收购的太力(Terrafugia)飞行汽车。

目前正在研发的或已经落地的飞行汽车基本都是电动车,但近日,日本近畿经济产业局宣布称,将开发一款“空中飞行汽车”,该“飞行汽车”将以氢燃料作为动力,力争在2024年结束前完成,并在2025年大阪关西世博会上进行飞行演示。

飞行汽车使用氢燃料电池,会使得它的机身比使用其他电池更轻,这对于需要在空中飞行的汽车来说非常重要。

水氢发动机不靠谱,那靠谱的“氢动力汽车”是什么样的?

(尼古拉氢动力卡车|图片来源:尼古拉汽车官网)

技术落地难,氢燃料电池仍在艰难前行

虽然氢动力已经在交通领域全面开花,但我们同时也应注意到:与电动汽车满大街跑的盛况相比,就连氢燃料电池最容易落地的氢动力汽车在道路上奔驰的身影都可谓是凤毛菱角。

于是,这种极具前景的氢动力汽车在技术落地方面遭遇的窘境,经常被放在2050年这个尺度的“远景”上去讨论。于是有人戏谑:氢燃料电池是未来的完美技术,但它永远只存在于未来!

以氢动力交通工具中最具代表性的氢动力汽车为例,我们来简单的剖析下氢动力汽车艰难前行的原因。

据了解,氢燃料电池汽车的整个产业链制造成本居高不下,是影响其普及的一个重要原因。

一方面,氢燃料电池的运行催化剂是铂金,全球年产量约为两百吨。铂金极易受到周边空气质量的影响,空气中有害气体过多就会影响金属铂的使用效率,从而影响电池性能的可持续性。

另一方面,加氢站的投资成本要远远超过加油站或者充电站。虽然加氢速度可以比拟加汽油,但是加氢气需要高压处理,而不是汽油的常压。同时,高压氢的储存、运输和加注过程,包括汽车在运行过程中可能遭遇碰撞时存在的安全问题也是一大隐患。

氢动力汽车在普及方面都遭遇重重关卡,那更不用说像火车、飞机这样能耗大、要求更严格的交通工具了。

但是我们可以预见的是,当氢动力的劣势被一一攻克时,氢动力交通工具就一定会突出重围,成为市场上那颗最亮眼的星。

 

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