汽车电气化的趋势已经不可逆,但是如何高效的电气化仍未可知。纯电车几乎已经是当下新能源的代名词,然而纯电车续航差,充电慢,冬天性能衰退快是当下很难逾越的瓶颈。最近关于燃料电池的研究成为了新能源的一大热点,预计氢能源可能会是未来发展的另一个热点(至少在股票市场氢能源概念已经蠢蠢欲动了)。燃料电池汽车能够像燃油车一样,随时补充燃料,那么纯电车的那些缺点就自然不存在了。不过,由于氢能源起步较晚,未来发展还有很长的路要走。
氢能制备技术仍在开发期
氢气与氧气结合会成为水是初中化学就会告诉我们的答案,那么氢气怎么形成呢?初中的化学也告诉我们电解水可以得到氢气,但是电能转换为氢能的最高效率为50%左右(理论最高值),实际还有传输和存储损失,制备效率很难超过40%!所以用电解水制备氢气做燃料电池等于脱裤子放屁。
实际工业上制氢大概来自五个方面:副产品氢气、化石燃料制氢、电解水、生物能源制氢以及太阳能。金属冶炼过程中常常会产生副产品氢气,产生的氢气虽然纯度不高但是产量不小,通过提纯等方式能够达到燃料电池的使用要求。山钢、泰钢、富伦等企业的工业副产气资源,年产高纯氢气10.43万吨,能满足一个小型城市燃料电池公交车一年的使用量。
化石燃料制氢有点类似于发电,就是把化石能源直接转换为氢能,当然这些能源也可以直接转换为电能。我国大部分发电是通过烧煤,利用电网传输给终端用户,过程中有一定量的能源损失;如果化石能源直接转化为氢能,再通过管网或者交通工具运输,损失并不会大于电网传输。
剩余的转换方式不是效率低就是技术不成熟,仅仅只能作为“参考技术”。所以氢能源制备尚处在开发期,氢气制备量很少,技术尚待突破。
氢气运输和储存处于瓶颈状态
今年6月,挪威首都奥斯陆郊外的一座加氢站发生爆炸,目前,丰田和现代汽车已宣布停止在挪威销售氢燃料电池汽车。氢能源运输和存储的安全性是一大主要问题(加氢站爆炸可比加油站爆炸威力大多了),由于氢能源很长时间没有得到规范的发展,现有的储运技术和100年前战争时期并无本质区别。
氢燃料电池车辆价格太贵
目前我国绝大部分氢燃料电池车辆为公交车,不过续航600公里的氢燃料电池公交车市场价在250万元以上,而同等配置的纯电动公交车仅为100万元左右;此外,全国加氢站数量不到30个,且每公斤价格为60-70元(部分地方补贴价为40元/公斤),这个价格对于燃油车毫无优势(每公斤低于40元才能与汽油车相当)。如果不是补贴,估计没有企业会采用氢燃料电池公交车吧。
总结
氢燃料电池从理论层面解决纯电车诸多使用不便的问题,但是也带来很多全新的技术问题。氢能源在100年内发展较为缓慢,氢气来源也较少,不过如果政策能正确引导,氢能源的制备数量会以几何级数的增长(2050年氢气需求将达6000万吨),氢气的储运技术也会突飞猛进。届时,纯电车的瓶颈会逐一突破,电动车将顺理成章地取代燃油车。