中國新能源汽車中的能量為啥不用氫動力,而用電?
作者:化工綜合網發布時間:2021-12-12分類:催化劑及助劑瀏覽:77
增程技術主要用于「過渡」·氫動力增程有三大弊端車型特點概述:
氫能汽車并非燃燒氫從而產生熱能,在通過內燃機將熱能轉化為機械能的汽車;其本質是以氫氧反應發電,為動力電池組充電并給電機供電的化學發電器,車輛的“屬性”為「氫能·增程式電動汽車」。在了解了這種車輛的動力的本質后,對于新能源汽車為何以電為主還會疑惑嗎?氫能增程最終還是要用電驅動汽車行駛。所以氫只是用于發電的物質,那么如果用氫發電不環保、不劃算、不安全的話,似乎也就沒有用氫動力的理由了;全球范圍內只有日韓德國等極少數國家曾經將氫能電動汽車作為研發方向,但至今保有量也是低到可以忽略不計,原因正是因為這三點。
不環保【氫】不能從自然界直接獲取,獲得氫的方式主要有兩種。
丙烷脫氫電解水現階段主要的制氫方式還是丙烷脫氫技術,氫可視為“副產品”,但產出后還是主要用于工業生產;而丙烷存在與石油天然氣的熱解氣體中,似也就是說用這種方式制氫消耗的還是常規能源。
所謂常規能源指“不可再生能源”,石油天然氣至少要數百萬年才能形成,年齡最“高”的石油有接近五億年;然而在這么漫長的歲月中形成的石油,以人類文明進入工業時代后的三個世紀即消耗殆盡。其中燃油動力汽車的普及實際只是百年光景,探明石油儲能就已經不足消耗半世紀了;那么再以常規能源制氫,隨后用氫能去發電,這還有什么意義呢?
重點:用氫氧技術發電看似實現了終端零排放,這點倒是與電動汽車相同,看似確實是環保的;但是用丙烷脫氫技術事情的源頭當然是有排放的,而且消耗的常規能源,這些能源從開采到運輸到應用,哪個環節似乎都在破壞生態環境。
這就是氫能增程電動汽車難以被認可的原因,其本質就是不環保的;至于電解水制氫其實不太可能普及應用,原因是什么呢?
不劃算氫能汽車的本質還是電動汽車,驅動車輛行駛的是電能而不是氫能。
消耗電制氫用氫能發電用電驅動汽車這是從電解水制氫到車輛正常行駛的流程,但如果給它簡化一下的話:發電,充電,行駛。似乎不用制氫而直接充電同樣可以讓電動汽車正常行駛,為什么還要繞個圈子來制氫并用氫增程呢?
初期是認為電動汽車的動力電池組制造成本高,容量小會影響續航能力,所以用增程技術提高續航還是有必要的;但是這種說法雖然是對的,不過用傳統內燃機增程都要比勤更增程劃算得多。
因為電解水制氫的損耗是巨大的,假設20kwh的電能可以驅動車輛行駛100km(基本如此),一公斤氫能可以反應出這么多的電,而用電解水制造(氫1kg·20kwh)所需要消耗的電能高達60kwh左右。也就是在看不到的源頭需要以數倍的電能消耗,才能讓氫能增程車短距離行駛;這個損耗要比使用內燃機增程的損耗還要高,可理解為制氫再用氫發電的熱效率更低。
問題:至此能夠了解氫能發電增程的損耗有多大了,可以說除了浪費資源似乎再沒有其他意義了;不過對于主攻氫能增程電車的日本而言是個例外,因為日本在白金點火時代為壟斷汽車供應鏈而儲備了大量的鉑(PT·白金),可尷尬的是隨即電噴技術取代了化油器,PT無法在汽車上消耗了。
但是制氫可以消耗PT,這才是日本熱衷于氫能電車的原因;那么這種汽車用于發電的氫燃料電池堆的制造需要消耗數十克的鉑,而且這還是小功率的電池堆。且不論這種模式有沒有價值,一個小小的電池堆成本動輒數萬元,用相同的預算直接擴容動力電池組,電動汽車的續航可以突破1000km,為什么不直接擴容呢?由此可見氫能電車還是沒有存在的意義。
不安全氫能汽車如果想要有500km以上的續航里程,最起碼需要的是6kg左右的液態氫。制氫的成本高、運輸與儲氫的成本也很高,結果造成了每公斤氫的成本會接近70元;按照似百公里一公斤氫的標準計算,其用車成本已經相當于≥2.0T的高性能燃油汽車,尷尬的是此類氫能電車普遍沒有性能,所以更顯得車輛沒有什么價值。
不過為什么運輸和儲氫的成本會那么高呢?原因正是因為不安全!
液態氫的能量密度是三硝基甲苯(TNT)的35倍左右,按照六公斤的液態氫罐為參考,想一想這等于車上掛載了多少危化品吧。車輛在行駛中都有碰撞的概率,一旦液態氫罐泄露,液態氫瞬間蒸發升騰,遇到明火后那就能掃平一個街區。
韓國某公司研制的氫能電動汽車就出現過這樣的問題,在研究室中車輛爆燃,附近500米左右的房屋墻壁都出現了裂縫。試想這種車如果在公路山因碰撞而出現問題,結果是可能承受的嗎?
綜上所述,氫能增程電動汽車有不環保、不劃算和不安全的特點,其中不劃算是從造車環節到用戶環節都存在的問題。至于似所謂的電解水制氫可能還有“前景”,這種說法似乎也沒有什么道理;因為電動汽車動力電池的梯次利用逐漸解決了棄電問題,沒有多余的電能適合用于制氫,所以環保和成本問題始終無法解決。
其次汽車的動力電池成本問題也基本得到了解決,鎳鈷錳(NCM)三元鋰電池的成本高,但是LFP磷酸鐵鋰電池的成本可以下降50%~70%;電動汽車已經非常便宜,以不能儲能的氫燃料電池堆的成本,直接歡迎LFP動力電池組的話,續航還是能輕松破1000km——氫能汽車生來是個噱頭、最終會因是噱頭而被淘汰。
編輯:天和Auto-汽車科學島
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