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氢能到底如何 未来是否能普及

2018年10月31日 14:52 ? 次阅读

日前,在江苏召开的第三届国际氢能与燃料电池汽车大会上,长城汽车宣布入股德国加氢站运营商H2 MOBILITY,并表示将与其共同推进欧洲、中国乃至全球的氢能源基础设施建设。

消息一出,立刻吸引了业界的目光,同时也将氢能这一新能源再次推到我们面前。氢能到底如何?长城汽车此举又有什么意义呢?

01

氢是理论上最清洁的能源。

众所周知,地球上化石燃料的存量有限,它在未来终将迎来枯竭。有报告指出,到2020年全球石油开采将达到一个顶峰,而后石油产值将逐年下降。这就意味着,人类必须为汽车寻找替代能源。

目前,核能、太阳能、风能以及潮汐能是已被应用的替代能源。其中,核能的潜在威胁至今难破,太阳能利用率不高,风能、潮汐能不稳定,很难将它们直接运用在汽车上。所以,人类仍在持续寻找替代能源。

学过化学的都知道,氢气与氧气反应后,在产生能源的同时,理论上的产物清洁无比,因为就是水。实验室数据显示,运用于燃料电池上的氢发电效率能够达到50%以上,能量转换效率也比较高。因此,氢能源就进入替代能源的清单。

02

制氢方式有多种,各有利弊。

说到制氢的方式,其实有许多种。目前,主要使用的方式有伴生氢、化石燃料制氢、电解水、生物制氢、光解水制氢等。

氢能到底如何 未来是否能普及

比如,在焦炉煤气炼焦和氯碱工业中是可以副产氢,但由于此前的原因,我国这些工业并没有将制氢单独拿出来。

而煤制氢算是目前主要的制氢来源,成本也相对低,包括日本也采用在澳大利亚及文莱开展煤制氢。尽管我国煤炭资源较丰富,但煤化工本身的污染一直被诟病,其也会大量产生二氧化碳并费水。目前有技术尝试将二氧化碳埋入地底,但也需要较长的时间才能被消化掉。

而要注意的是,目前燃料电池中催化氢及氧在电极板间形成电流的、可商用的质子交换膜,是用铂作为催化剂(铂,贵金属,目前超过180元/克)。这就要求用于氢燃料电池的氢要有一定的纯度,比如硫含量需要被严格规定,因为它会导致铂“中毒”,引起催化剂性能降低乃至失效。而我国的煤工业此前对氢没有针对性规定,如何纯化会是个问题。

至于电解水、生物制氢、光解水制氢,目前来看,效率都不高,且成本不低。

03

加氢很快,储氢与运输氢并不轻松。

加氢过程与加油类似,据说仅需要3-5分钟即可完成,其效率自然远优于动力电池的充电效率。但由于氢气的易燃易爆特性,储氢与运输氢也并不是一件轻松的事。

目前,将氢气以液态的形式储存并运输能降低安全风险,但即便如此,它也仍然属于危险化学品的范畴,运输技术也有待攻克。同时,运输液态氢的车上路也得有交通相关部门的审批,且成本不低。

所以,现在业内有倾向于在加氢站制氢,或100公里内有制氢点。而说到加氢站,由于目前氢被定义为危险化学品,故按规定在大多数地方,加氢站得建在化工园区。如果后续不改变,或许加氢站在国内普及还有难度,毕竟谁也不愿意为了给汽车加个氢就跑到化工园区吧。

另外,加氢站的建设成本也不低,有数据表明约在200-300万美元/座,这也是导致加氢站普及较难的原因。根据规划,到2020年,我国的加氢站将达到100座;不过,对于我国的国土面积来讲,这只能算是杯水车薪。而日本计划到2020年建成160座加氢站,对于国土面积略小于云南的它来说,当然是够了。

此次长城汽车入股5%的德国公司H2M,目前在德国有超过50座加氢站投入运营,有40多座加氢站正在实施中。对比之下,其加氢站数量规模的确可观,应是吸引长城汽车加入的原因。而根据长城汽车的说法:未来其将与H2M密切合作,共同推进欧洲、中国和全球的氢能基础设施,共同加速欧洲和中国向氢能交通过渡。

04

加入氢能源阵营的车企已有不少。

尽管目前应用氢能源仍有不少问题待攻克,还得防范将氢作为能源载体带来的其他环保风险,但从理论上讲氢能源的清洁是美好的。

目前,全球已有不少车企开始关注和研究氢燃料电池汽车。宝马、奔驰等豪华品牌在列,丰田、本田以及现代更是热衷于此,已经推出了量产车型。目前丰田Mirai以及本田Clarity都已经达到了上路标准,性能与当前主流燃油车型相差无几。

国内方面,长城汽车自8月31日收购上海燃料电池汽车动力系统有限公司51%股权后,也具备了燃料电池驱动技术。而上汽集团旗下上汽大通FCV80氢燃料电池车已于去年上市销售。

有人预测,到2025年,全球氢能源市场有望达到10万亿元规模,前景可谓大好;但此前业内人士对动力电池市场也有过相似的预测。那么,到底哪一种形式将主导未来新能源车呢?或许,我们只有边走边看了。

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