鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:526次 | 2019年05月06日
燃料電池的未來會如何
新能源百花齊放,北京現(xiàn)代氫能源是其中一朵“奇葩”。
本屆上海車展的關(guān)鍵詞,大概非“自動駕駛”和“新能源”莫屬。在新能源領(lǐng)域,不同于前幾年鋰離子電池的一枝獨(dú)秀,隨著國家對鋰離子電池車補(bǔ)貼的逐步下降,氫燃料電池車越來越受關(guān)注。
相比起鋰離子電池車的火熱,現(xiàn)代為什么選擇發(fā)展氫燃料電池車呢?
1、氫燃料電池技術(shù)可以解決鋰電池的體驗(yàn)痛點(diǎn)
眾所周知,電動車尚未戰(zhàn)勝燃油車的最重要因素就是電動車充電時(shí)間長卻續(xù)航里程短。而氫燃料汽電池車則繼承消費(fèi)者對燃油車的用車習(xí)慣,燃料補(bǔ)充速度很快。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
以現(xiàn)代NEXO氫燃料電車池為例,其5分鐘內(nèi)補(bǔ)充的氫燃料就能保證600公里的續(xù)航里程。就這個(gè)能力來說,特斯拉Model3勉強(qiáng)能達(dá)到,但這還不算充電耗時(shí)的煎熬,在繼承燃油車使用便利性這個(gè)方面,氫燃料汽車完勝。
在電池使用達(dá)到壽命后,鋰電池里的貴金屬等材料是需要回收的,但是大容量的鋰電池回收會有不徹底、不清潔、回收效率低的缺點(diǎn)。然而,與其說現(xiàn)代NEXO的動力來源是氫燃料電池,不如說是小型的氫燃料發(fā)電機(jī),利用電解水的逆反應(yīng),在催化劑的作用下產(chǎn)生電能直接供給電動機(jī),所以不需要考慮回收的問題。
另外,在緊急情況下,如果出現(xiàn)斷電的情況,NEXO此類的氫燃料電池車能夠發(fā)揮發(fā)電機(jī)的功能臨時(shí)提供電力能源;而且氫燃料是儲能工具,其能量并不隨著時(shí)間的流逝而消逝,電池可不這樣,長時(shí)間不用可就自己沒電了。因此,氫燃料電池技術(shù)的普及可以改善現(xiàn)有社會能源結(jié)構(gòu)和能源利用效率。
2、為什么說現(xiàn)代NEXO氫燃料電池車具有很強(qiáng)的競爭力?
從1998年開始,韓國現(xiàn)代就開始深耕氫燃料電池技術(shù)。2013年2月26日,ix35FCV現(xiàn)代汽車韓國蔚山工廠正式下線,成為世界上第一輛量產(chǎn)版氫燃料電池車。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備
2018年,現(xiàn)代氫燃料電池車NEXO問世,使用的是全新的氫燃料電池車平臺,系統(tǒng)效率大幅度提高到了60%,輸出功率也從129馬力提高到了154馬力。這兩款車的出現(xiàn)足以使現(xiàn)代在氫燃料電池車領(lǐng)域,從經(jīng)驗(yàn)積累和技術(shù)實(shí)力方面占據(jù)領(lǐng)先地位。
現(xiàn)代的氫燃料電池技術(shù)發(fā)展已經(jīng)較為成熟,但是和燃油車一樣,如果沒有像加油站一樣的加氫站作為基礎(chǔ)硬件支持,無論是燃油車還是氫燃料車都不會有競爭力。
所以,現(xiàn)代一方面在開發(fā)氫燃料電池車,一方面還在韓國本土推動加氫站的建設(shè)。它計(jì)劃與KoreaEast-WestPower(EWP)和Deokyang合作建造一個(gè)1兆瓦的氫燃料電池發(fā)電設(shè)施,由現(xiàn)代汽車建立燃料電池系統(tǒng),該項(xiàng)目可使現(xiàn)代汽車的燃料電池技術(shù)用于汽車以外的行業(yè);除此之外,現(xiàn)代汽車還被韓國國會批準(zhǔn)在國會大樓里建一座氫燃料電池車的加氫站、在首爾南部建設(shè)兩座充氫站。
在技術(shù)領(lǐng)先加國家支持的有利條件下,韓國現(xiàn)代計(jì)劃到2020年,讓韓國道路上行駛著10000輛氫燃料電池車,把韓國本土的加氫站數(shù)量從20個(gè)增加到100個(gè)。北京現(xiàn)代作為中國地區(qū)現(xiàn)代唯一一家合資企業(yè),未來有可能繼承現(xiàn)代氫燃料電池的技術(shù),并進(jìn)一步發(fā)展。在此基礎(chǔ)上,北京現(xiàn)代未來的能源多元化成為一個(gè)可能。
不過,氫燃料電池車到現(xiàn)在也沒有大規(guī)模普及,也是因?yàn)樽陨硪恍l件的限制。
3、制約氫燃料電池車發(fā)展的因素
首先,氫燃料的生產(chǎn)儲存對技術(shù)和成本的要求較高。一方面,氫燃料的生產(chǎn)源頭的清潔性有待商榷。
目前、全球僅有4%是采用電解水和生物制氫的方法,化石化工原料制氫仍是市場主流,二氧化碳排放水平較高,并不能形成一個(gè)全周期的“節(jié)能減排”效果,而且能量形式依然經(jīng)過“化石原料->氫->電”的轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)化損失相對較多。
另一方面,氫作為汽車燃料一般是以液體的形態(tài)存在的,液態(tài)儲氫對儲氫罐技術(shù)要求較高,而且氫燃料的安全問題也一直在被業(yè)內(nèi)討論不絕。
其次,氫燃料電池組的生產(chǎn)成本較高。在氫燃料電池工作過程中,靠金屬鉑催化陰陽兩極發(fā)生反應(yīng)。
以現(xiàn)代NEXO為例,燃料電池僅催化劑的成本就191元/g*56g超過一萬元,加上儲氫罐和質(zhì)子交換膜,一臺車的燃料電池綜合成本大約在17萬左右。如果沒有國家補(bǔ)貼,這個(gè)價(jià)格很難在市場上保證競爭優(yōu)勢。另外,加氫站的建設(shè)成本也較高,也極大地限制了氫燃料電池車的推廣。
在國內(nèi),技術(shù)問題則是限制氫燃料電池車發(fā)展的因素之一。質(zhì)子交換膜等關(guān)鍵材料和零部件的國產(chǎn)化率還較低,現(xiàn)在只有50%左右。中國目前還不能生產(chǎn)性能達(dá)標(biāo)的70兆帕的儲氫罐,而現(xiàn)有的35兆帕儲氫罐,則無法真正實(shí)現(xiàn)氫燃料電池的優(yōu)勢。
4、氫燃料電池車的未來
不過即使遇到很多基礎(chǔ)技術(shù)方面的難題,新能源依然得到國家層面的宏觀政策支持。
一方面,國家對鋰離子電池汽車的逐漸補(bǔ)貼退坡,另一方面卻密集出臺實(shí)質(zhì)性政策支持燃料電池的發(fā)展。在宏觀調(diào)控作用下,資本會向燃料電池車流動。氫燃料電池車會抓住前所未有的機(jī)會迅速發(fā)展。
同時(shí),氫燃料電池車本身不被續(xù)航焦慮和充能速度困擾的優(yōu)勢,再加上政府補(bǔ)貼,依然是其相對于其它清潔能源,具備不可替代的優(yōu)勢。在這方面,雖然國內(nèi)盡管尚未形成具備實(shí)力的供應(yīng)體系,卻也正在向良性發(fā)展,這給了北京現(xiàn)代在這個(gè)領(lǐng)域做出突破性進(jìn)展的可能,有需求便有供給,市場就會持續(xù)發(fā)展。
退一萬步說,現(xiàn)在氫燃料電池車的制約因素以后未必就不能解決。在風(fēng)能太陽能較為充沛的地區(qū),利用剩余能量電解水制氫實(shí)現(xiàn)區(qū)域性的自給自足是很有可能的。
金屬鉑價(jià)格較貴且易形成依賴,但是現(xiàn)在氫燃料電池對鉑的用量幾乎等同于汽油車三元催化劑所需要的水平,而且還可能用石墨烯或二硫化鉬來替代;現(xiàn)代NEXO氫燃料電池車采用的52.2L*3的儲氫罐加滿后,足以保證600公里的續(xù)航,在加氫站日漸完善的同時(shí),已經(jīng)能夠滿足日常所需。
如此看來,北京現(xiàn)代確實(shí)具備借著氫燃料電池車的風(fēng)口,實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)更為多元且更清潔的新“新能源”。