汽车为什么不用液氢 汽车为什么不用液氢充电

作者:汽车盟 | 内容提供:http://12364.com/|
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大家好,今天小编关注到一个比较有意思的话题,就是关于汽车为什么不用液氢的问题,于是小编就整理了3个相关介绍汽车为什么不用液氢的解答,让我们一起看看吧。

为什么汽车不用水分离H2和O2作为燃料?

水分离氢氧作燃料经济性不好,与石油燃料性价比相差太大,便捷性与安全性都没有优势。

目前主要是没有好的分离技术,分解水消耗的能量价值很大,在能量能源多选的情况下肯定优先考虑优势强的能源物质,谁会傻到选择价值更高的东西,石油燃料可是已走入汽车领域有百年历史了,而且石油资源目前还供应充足,人们如果走到必须用氢燃料来驱动汽车的时期,从空气中就可以直接分离出氢气来,也不是只有分解水来获得氢气一条路。

为什么以氢气为燃料的汽车不直接燃烧氢气?

宝马搞过直接烧氢气的汽车,但有无法攻克的技术问题。在内燃机中的高温高压环境下,氢气燃烧不单单是产生水这么简单了,还会和空气中其他成分发生反应,对发动机有损害。而且没找到技术手段解决。而燃料电池就没有这样的问题。

中国新能源汽车中的能量为啥不用氢动力,而用电?

氢能作为一种清洁、高效、可持续的能源,被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源,所以一直以来有观点认为,在新能源汽车领域,氢能汽车要优于电动汽车,氢能源汽车才是未来。不过现实却是,氢能源汽车几乎已经输掉了这场战争。

1、2009年中国汽车产销量超越美国,成为全球汽车产销量最大第一大国。

与此同时,中国汽车的燃油消耗也达到了8000万吨,占到了当时中国石油总需求量的1/4。此后随着中国汽车保有量的快速提高,2020年,中国汽车燃油消耗已经占到了整个石油消费量的近60%。在能源供应日益紧张,特别是环保问题突出的局面下,大力发展新能源汽车就成了政府、社会的必然选择。这也是如今电动车市场一派火热,电动车企在资本市场上广受追捧的根本性因素之一。

汽车为什么不用液氢 汽车为什么不用液氢充电-第1张图片

电动车虽然不使用燃油、零排放,不过在很多人看来,电动车并不环保,只是转移了污染排放,因为在我国的电力能源结构中,以煤炭为燃料的火电占比非常高。虽然这样的说法,已经被相关研究证明,并不准确(集中发电的效率更高、污染问题也更容易降低等等),但严格意义上来说,电动汽车确实还称不上绝对的环保,除非其电能完全来自风能、太阳能等清洁能源。

与电动汽车相比,氢能源汽车在网络上颇受推崇,在很多人看来,氢气燃烧后只会产生水,不会产生有害物质,另外氢元素是地球上最丰富的的元素之一,不存在短缺问题,更重要的是方便高效,几分钟的燃料加注就可以实现600公里多的续航,不像电动汽车在充电桩前耗费少则一个小时,多则十几个小时的时间。所以一直以来有观点认为,在新能源汽车领域,氢能汽车要优于电动汽车,氢能源汽车才能代表未来。

其实有关电能与氢能的技术之争早在十多年前就已经开始,当时国内外有很多专家、学者、车企都站队氢能源。比如丰田在2011年就生产了非常可靠的氢能概念车。

但现实却是,2020年全球电动汽车销量超过300万辆,保持翻倍式的增长。而与此同时,氢能汽车全球销量尚不足万辆,中国、美国两大汽车市场销量同比还出现腰斩,连号称目前技术最成熟、领先的丰田Mirai全球销量也只有1770台,同比下滑29%。

更残酷的是,氢能源汽车不是暂时的失势,而是很可能已经注定了失败的结局。大众汽车在比较了电力和氢能的能源效率后表示,“结论很明确”, “就乘用车而言,一切都支持电池,而几乎没有支持氢的”。宝马也表示,氢能汽车动力链的整体效率仅为电动汽车的一半。狂人马斯克更是在2015年就表示,氢燃料汽车在新能源汽车领域中与电动车的较量毫无胜算,根本不足为惧,并认为做燃料电池汽车是一个极其愚蠢的行为。

2、为什么看似技术更为先进,产品更为环保的氢能汽车,会惨遭电动汽车碾压,没有成为新能源汽车市场的主流?

首先是能源效率问题,相比电动汽车,氢能汽车的效率要更低。曾有业内专家计算,电动汽车一旦开始启动,车辆充电位置的电能供应将损失约5%,电池的充电和放电会损失另外10%,最后,电动机损失了5%。计算下来的总损失为20%。

而氢能汽车是将充电装置集成在车内,最终的驱动方式与纯电动车一致,都是通过电机驱动。根据相关测试显示,如果用100度电制氢,然后存储、运输,加入汽车,再转为电能,驱动电机,其电能的利用率只有38%。如果从氢注入汽车开始计算,利用率也只有57%。可以说,不论怎么计算都远低于电动汽车。

第二点影响氢能汽车普及的就是成本。电动汽车技术原理简单,研发成本低,产业链也更短,而氢能所需的技术开发难度、产业链以及由此带来的成本都很高,特别是氢燃料电池发电的过程中会用到贵金属铂作为催化剂,而铂较为稀缺,价格也就会比较高。比如2013年韩国现代下线的量产版氢燃料汽车ix35 FCV,其最初的售价高达85.5万人民币;丰田Mirai花了大量的力气,最大限度地降低铂的使用,但目前其售价依然高达55万人民币。另外氢能的价格要远高于普通电的价格,有测算表明,其使用成本是电能的6倍多。

第三点就是配套设施。以中国为例,截止2021年1月,全国充电基础设施累计数量为171.6万台,公共充电桩数量达到810903台。反观加氢站,截止2020年底,中国共建有加氢站104座。按照《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》预测,2025年中国将建成200座加氢站。这无疑大大限制了氢能汽车的普及。

为什么加氢站如此之少?造成这一局面的原因除了氢燃料汽车在我国占有率低以外,运营成本居高不下则是阻碍加氢站大规模发展的主要原因。其主要包括建设成本高、运营维护成本高、成本回收期较长三部分。据悉,建设一个普通的充电站所需成本在100万人民币左右,而建造一个氢气燃料站需要花费至少1000万。

3、虽然氢能汽车看起来有诸多短板,但很多人或许认为其环保的特性是极为突出的。

毕竟氢气燃烧不排放二氧化碳和其他废弃物,只有纯净的水。但氢能真是无污染的能源吗?答案是,目前的氢能几乎都不环保。

世界能源理事会将氢气按照生产来源分为“灰色”“蓝色”和“绿色”三类。其中“灰色氢气”是通过蒸汽甲烷重整(SMR)或煤气化技术制取而来。该过程制造的氢气成本较低,但是碳排放量最高。“蓝色氢气”,主要是采取蒸汽甲烷重整技术或煤气化加上碳捕捉和贮存(CCS)制氢,成本较高,技术复杂。“绿色氢气”确实足够环保,其主要是使用可再生能源进行电解水制氢,二氧化碳零排放,但同样成本较高。

目前灰色氢气占到了全球氢能的99%,也就是几乎都是通过石化能源来制氢。其中煤炭中含氢很少,煤种不同只有2%~5%,主要是用生产水煤气的方式产氢,生产伴生大量CO和CO2。天然气和石油组分中含氢较高,约在15%以上,以甲烷为例,与水反应生成氢气和CO2,氢气收率相对较高,但同样会带来污染。目前生产1kg氢伴生的CO2重量,煤制氢约为11kg,天然气制氢约为5.5kg,轻油制氢约7kg……可以说制造氢气的技术如果没有革命性的突破,氢能谈不上是清洁能源。

综合来看,在与电动车的新能源未来之争中,氢能劣势明显,可以说已经几乎输掉了这场战争。目前新能源车的发展路线已经非常清晰,电动车就是未来的主导,其它能源形式不再是趋势,而混合动力也只是过渡阶段。这也是为什么一些像日产这样的车企巨头宣布停止开发氢能汽车,集中精力发展电动汽车重要原因。

氢能源虽然有着诸多优点,环保无污染、发热值高、燃烧性能好,但目前氢能源在发展中还存在着一些有待解决的制约性问题:

成本问题

氢能源汽车,相关的技术开发难度、产业链以及由此带来的成本都非常高。其中,氢燃料电池发电的过程中必须要用到贵金属铂来作为催化剂,但铂资源较为稀缺,价格也非常高。并且,国内建设加氢站的核心设备依赖于进口,成本昂贵。

储运问题

氢气质量能量密度高,但体积能量密度极低,需探寻高效率、低成本的氢储运方式 。由于氢元素的凝点非常低,所以必须在超低温情况下才能成为液态。而如果要提高它的凝点,那就必须要采取低温高压的储存技术。 不论是氢的制取、储存还是运输,都有着很高的技术要求,且成本耗费巨大。

能源效率

氢能源汽车的效率比电动汽车更低,根据相关测试机构测试,如果用100度电制氢,然后存储、运输、再加入汽车,最后转变为电能,驱动电机,其电能的利用率仅为38%。如果从氢注入汽车开始计算,它的利用率也只有57%。

基础设施建设

氢能源汽车的问题主要表现在对加氢站的建设规划上,充足的加氢站是氢能源汽车大力发展的前提之一,但目前现有的加氢站数量和加氢技术暂时难以满足大规模的乘用车加氢需求。《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书》中规划到中国将在2030年建成1000座加氢站,但这对于幅员辽阔的中国而言是远远不够的。同时,出于对安全方面的考虑,我国对加氢站的建设标准和选址都有很高的要求,难以做到大面积普及。

到此,以上就是小编对于汽车为什么不用液氢的问题就介绍到这了,希望介绍关于汽车为什么不用液氢的3点解答对大家有用。

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