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燃料電池車頻亮劍 純電動車如何接招?

發布時間: 2015-01-11 08:20:01    來源: 中國青年報
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[摘要]石墨烯是一種由碳原子構成的單層片狀結構新材料,價格較低。如果在石墨烯催化劑中再加入鎳,其制氫能力就可以超越鉑催化劑,預計此技術可以大大降低燃料電池成本。利好消息紛至沓來,仿佛是燃料電池車給電動車在下戰書。

  本田也有類似計劃。本田現在正與通用汽車做聯合開發,計劃在5年內制造5000部燃料電池汽車,并在日本、美國、歐洲銷售,本田表示這類車型最初的價格會在1000萬日元(約10萬美元)之內。《日本經濟新聞》則稱,本田正在開發5座的燃料電池轎車,計劃在2015年11月上市。該車采用的液氫將放在碳纖維容器中,一次充滿可以行駛500公里,是純電動汽車的兩倍。

  但燃料電池車并不是日系車唱獨角戲。2014年洛杉磯車展期間,奧迪和大眾品牌集體在燃料電池領域集中發力,一共展出了三款氫燃料電池車——插電式混合動力燃料電池汽車奧迪A7 Sportback h-tron quattro、高爾夫SportwagenHyMotion混合動力燃料電池汽車以及Passat HyMotion。

  三款產品都采用了大眾集團研發的第四代的100千瓦低溫質子交換薄膜技術(PEM)的燃料電池堆棧。雖然目前還沒有投放量產市場,但大眾此舉暗示出,其燃料電池技術儲備相當豐富,已經做好了大批量推廣燃料電池技術車型的準備。

  韓國現代汽車已經在美國加利福尼亞地區推出了燃料電池版途勝,首批推出了100輛,其外觀延續了傳統途勝汽車的外觀,內飾裝載智能車載系統、中控屏和多功能按鈕等,空間比較寬敞。該車得到了美國國家能源及空氣質量管理官員的贊賞,因汽車尾氣污染占了加州溫室氣體排放的三分之一,氫燃料電池車的到來對其限制汽車尾氣排放具有里程碑意義。

  此外,通用、福特等汽車廠商均表示計劃推出旗下燃料電池汽車。國際各大汽車廠商都將2015年視為氫燃料電池汽車的市場化元年,將2020年看作市場啟動年,屆時將大規模生產氫燃料電池汽車。

  從政策層面看,燃料電池車也迎來了各種利好。去年日本政府已經發布聲明,計劃向日本國內每一部售出的燃料電池汽車提供200萬日元(約合1.955萬美元)的補貼。豐田生產的氫能源汽車單部售價約700萬日元,扣除日本政府高達200萬日元的補貼后只有500萬日元,這將極大地刺激日本國內的氫能源汽車消費。

  在國內,國務院發布的《節能與新能源汽車產業發展規劃(2012—2020年)》提出,“燃料電池汽車、車用氫能源產業與國際同步發展”。北京和上海的地方政策也對燃料電池車提供補貼。上海市政府發布的《上海市鼓勵購買和使用新能源汽車暫行辦法》顯示,購買燃料電池商用車的補貼高達50萬元/輛。

  純電動車接招

  大眾集團負責燃料電池研發的烏爾里希·哈根伯格直言:燃料電池最大的勁敵是續航里程較長的純電動車,目前還沒法確定究竟哪種技術更適合大規模普及。這意味著,燃料電池車和純電動車將在很長一段時間內展開生死搏斗。

  燃料電池車獨特的優勢源自燃料電池。燃料電池是一種通過氧或者其他氧化劑進行氧化還原反應,把燃料中的化學能轉化成電能的電池。氫燃料電池就是采用氫氣作燃料,利用電解水的逆反應產電的一種燃料電池,是目前發展最好的燃料電池。

  氫燃料電池有三大優勢:一是零污染,由于其反應過程就是無污染的水反應,反應過程不會產生污染物。二是高效的能量轉換效率。在各種發電方式中,傳統火力發電效率在30%左右,遠低于燃料電池平均的40%~60%效率。

  三是易于獲得燃料。氫是宇宙中最常見的元素,氫及其同位素占到了太陽總能量的84%,宇宙質量的75%都是氫。此外,加注氫氣跟加油類似,加滿氫氣只需3分鐘的時間,比純電動車的充電時間快數十倍。由于這些優勢,氫燃料電池車被認為是未來鋰電池汽車的理想替代方案之一。

  比較而言,盡管電動車排放為零,但業內經常指責煤碳發電造成的污染,而燃料電池的能源來源卻更加干凈。氫能可以利用各種一次能源,包括太陽能和風能等自然能源制造,與電能相比,氫能能量密度大、便于儲存和運輸,可廣泛用于家庭、汽車燃料等用途,是未來極為重要的能源。這些優勢都讓燃料電池車更有競爭力。

  當然,燃料電池車也不是沒有缺點。降低制氫成本和建設足夠多的加氫站都是車企面臨的重要難題。氫氣儲存也是個難題,目前即使是氣密性最佳的燃料容器,充氣后長時間放置也有可能即漏完。在制氫過程中也會產生一定數量的CO2排放,與燃料電池車的節能環保訴求相矛盾。此外,制作燃料電池需要使用一定量的貴重金屬(主要是鉑),這也提升了購車成本。電動車領域專家王秉剛認為,燃料電池車比蓄電池汽車續航里程長,問題在于氫氣的來源,如果用電解辦法,效率比蓄電池低。另外,建設加氫基礎設施也比充電設施難。

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