氢燃料电池发展前景以及技术解析,比纯电动车更环保?

我国作为全球汽车销量以及保有量的大国,在交通领域对石油的消耗占比达到了60%,而且大部分石油都需要进口,不仅对于环境有所污染 ,能源安全也是非常大的一个问题。所以,国内开始通过补贴、引进特斯拉等车企,开始电气化的进程,并形成在电动汽车的全产业链发展,成为全球最大的电动车市场,也诞生了像比亚迪这种供应商级别的车企。


电动车虽然好,但动力电池离不开一种关键资源——锂, 然而目前这种矿产资源我们仍然依赖从澳大利亚、智利以及阿根廷进口,对外依赖度高于70%。俗话说:“鸡蛋不要放在一个篮子里”,能源的多样化也更能摆脱卡脖子的风险,所以更具前瞻性的氢燃料电池汽车也成为国家重要的技术路线之一。


在国家政策方面,2026年国内发布了《节能与新能源汽车技术路线图》,对国内氢能产业以及加氢站的建设进行了更换。在2019年12月份发布的《新能源汽车产业发展规划》(2021-2035年)对新能源汽车进行了界定,氢燃料电池汽车也是继纯电动汽车、插电式混动动力汽车之后,第三款被认定为新能源汽车的车型。目前各个地方政府也针对氢能源产业做了中长期的发展规划。

这里给大家科普一下的,氢能车目前分为两种,一种是氢内燃机汽车,就是类似于我们加天然气的车,像丰田汽车 、以及一些商用重卡在做尝试,另一种就是本期说的氢燃料电池车。

宝马iX5燃料电池系统 宝马iX5燃料电池系统



氢燃料电池并不像火箭那样通过氢气和氧气燃烧的剧烈反应产生动能,而是通过催化装置将氢气中的吉布斯自由能释放出来。其工作原理是氢气通过燃料电池的正极当中的催化剂(通常为铂)分解成电子和氢离子(质子)。其中质子通过质子交换膜(Proton Exchange Membrane)到达负极和氧气反应变成水和热量。对应的电子则从正极通过外电路流向负极产生电能。它没有燃油发动机40%左右的热效率瓶颈,氢燃料电池的效率可轻松达到60%以上。通过电机来驱动车辆,所以它更像是一辆“电动车”,排放物只有水,加一次氢可以跑500-850km左右,可以说是非常的环保。


这里就提一下我国的氢气来源,其中大部分还是以煤炭、天然气为代表的化石能源制氢,其中煤制氢占62%,天然气制氢占19%,化石燃料制氢成本并不高,价格普遍不超过1.5元/nM3,不过化石能源存在排放二氧化碳过高的情况,并不符实新能源的发展要求。所以未来将会以以焦炉煤气、氯碱尾气为代表的工业副产气制氢,化工副产氢成本要低污染也要更少。

太阳能发电电解制氢 太阳能发电电解制氢


最后一种才是大家熟知的电解制氢,很多人觉得通过加氢生成电,再通过电动机驱动车辆那不是属于脱了裤子放X吗?其实国内由于推广节能减排,光伏和风电等清洁能源开始快速发展,但是这种清洁能源并不稳定,受到风力以及日照的影响,输出是间隙性的,而且电能没有很好的储存介意,造成了能源的浪费。而氢能源的技术发展就可以解决这个问题,当光能以及风能发电充裕之后,就可以将多余的电能电解制氢,通过储氢罐进行存储,提供给氢能源汽车使用,同时也解决了清洁能源的储存问题。


目前,国外的厂商像丰田Mirai已经上市多年,而现代NEXO据说将会在年内在国内正式上市,目前已经通过工信部的申报。自主品牌的深蓝SL03也推出了氢电版,不过和国外品牌不同,深蓝SL03的电池包要更大,纯电续航达到了200km,而氢燃料更多提供是增程的意思,这就有点插电式混动与非插电式混动的区别,不过从单车意义上来讲,深蓝SL03氢电版的实用性要更强一些,但69.99万的售价显然并不是卖给普通消费者,更多的是对氢电的探索以及秀肌肉。

写在最后

从长远的眼光来看,氢燃料电池车具有加氢速度快、环保等优势,但整个行业的规模小、氢燃料电池反应堆制造成本高、加氢站少都是制约其发展的重要因素,造成现在单车的价格过高,很难普及到民用。不过随着整个产业的规模升级以及技术的进步,预计也将会走入寻常百姓家。


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