鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1241次 | 2020年02月17日
為什么說(shuō)氫燃料電池未來(lái)毫無(wú)競(jìng)爭(zhēng)力?原因有哪些?
燃料電池實(shí)際上是一種混動(dòng)車。燃料電池和鋰電池一樣是存儲(chǔ)電能的部件,但燃料電池的輸出調(diào)節(jié)存在滯后性,需要通過(guò)電池、電容等快速儲(chǔ)能部件對(duì)峰值功率進(jìn)行調(diào)節(jié)。
對(duì)或錯(cuò),其實(shí)判斷依據(jù)重中之重是在于十年后不確定性以及其他汽車技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)。下面從5個(gè)方面進(jìn)行最通俗易懂的說(shuō)明氫燃料電池汽車十年后即便達(dá)到了所有技術(shù)理論值,也是毫無(wú)競(jìng)爭(zhēng)力的。
首先,燃料電池價(jià)格和度電成本對(duì)比。
我們知道氫氧燃料電池造價(jià)昂貴,當(dāng)前一套汽車的燃料電池是相同功率的燃油車的2~4倍。也就是說(shuō),即便能夠降低90%的成本,當(dāng)氫氧燃料電池的成本至少為普通燃油車的20%以上。十年后的鋰電池等技術(shù)已經(jīng)更低于整車的20%。在這樣的情況下,氫氣度電價(jià)格至少是電能的2~5倍。(這個(gè)是很好估算的車載燃料電池效率50%,電解氫75%。即便從能量角度來(lái)看,1度電也只能有37%變成汽車能量。氫能度電成本至少是電能的3倍)
也就是說(shuō),當(dāng)燃料電池技術(shù)發(fā)展再好,也沒(méi)有可能與電池車競(jìng)爭(zhēng)。
第二,補(bǔ)能方式對(duì)比
而電池車與氫燃料電池汽車最大的差別在于補(bǔ)能方式上。最常見(jiàn)的說(shuō)法是氫氣加氣3分鐘,充電可能需要數(shù)小時(shí)。如果出行需求是200公里以上,這個(gè)說(shuō)法是正確的。當(dāng)出行距離在200公里以內(nèi),按私家車百公里耗電13度電而言。給燃料汽車加氫氣依舊是3分鐘。使用200KW充電樁給電池充電由20%充到80%電量,補(bǔ)充26度。需要8分鐘。而絕大多數(shù)車主,日常出行需求不到200公里。每天使用夜晚慢充即可。
對(duì)于超過(guò)200公里的出行需求,采用增程器模式,比如理想汽車?yán)硐雘ne。但理想one車型存在一個(gè)較大的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤,使用了1.2TL3發(fā)動(dòng)機(jī)。如果理想one,選用了12KWe的可拆卸式增程式,比如達(dá)思靈的12KWe甲醇增程器,重量60KG。那么理想one就具有500公里以上續(xù)航(NEDC),購(gòu)車成本也能大幅降低。
而如果使用LY混動(dòng)車方式,12KWe增程器重量只有不到30KG,未來(lái)還可能做得更輕。適合成人單手搬運(yùn)拆卸。當(dāng)出行需求超過(guò)500公里,電池電量快耗盡,使用快速200KW快充充電10分鐘,并補(bǔ)充甲醇。續(xù)航恢復(fù)500公里以上。如果沒(méi)有充電條件。甲醇充足的情況下,停車充電或者低速前行。
也就是說(shuō),在純電模式下,200公里以內(nèi),氫燃料電池補(bǔ)能模式不占優(yōu)。在增程模式下,氫燃料電池補(bǔ)能模式,必需要有加氫站,而增程只需要有甲醇就可以補(bǔ)能。其便利性要超過(guò)加氫氣。
第三,環(huán)保因素
可能大家都覺(jué)得富余電力電解水,得到氫氣,燃料電池排放水這樣的模式是最環(huán)保的。其實(shí)不然,環(huán)保是相對(duì)的。相對(duì)燃油,氫氣不增加二氧化碳排放。如果甲醇中的碳來(lái)自生物質(zhì),增程模式下碳排放也是環(huán)保的。更重要的是使用沼氣、沼渣生產(chǎn)甲醇的同時(shí),可以得到巨大量的沼液,這些沼液超過(guò)了農(nóng)業(yè)肥料的需求。相對(duì)而已,甲醇比氫氣環(huán)保。
第四,能量密度
氫能的最大優(yōu)點(diǎn)大家都覺(jué)得是能量密度高,其實(shí)氫能的最大缺點(diǎn)是能量密度低。當(dāng)你把氫能燃料電池、存儲(chǔ)箱和氫氣當(dāng)成一個(gè)整體看待。續(xù)航500~700公里的燃料電池汽車,其氫能系統(tǒng)的能量密度約300~400W/Kg。單位體積能量密度更加差。尤其是當(dāng)出行距離越短,其有效能量密度就更低。(根據(jù)億華通YHTG63產(chǎn)品計(jì)算,當(dāng)然如果將儲(chǔ)氫20公斤,續(xù)航2000公里,其能量密度可以達(dá)到800W/Kg,但這是沒(méi)有意義,電動(dòng)車停下來(lái)就可以充電)
仍舊使用甲醇增程器與氫氣比較。帶發(fā)電機(jī)的12KWe增程器,60KG,外加40KG甲醇。其能量密度是880W/Kg。而LY混動(dòng)車的增程系統(tǒng)能量密度12KWe增程器,30KG,外加40KG甲醇。其能量密度是1250W/Kg。
仍舊以理想one為例,40KWH電池組重量約200KG(按200W/Kg計(jì)算)。如果使用帶發(fā)電機(jī)增程器,其總有效能量密度為426W/Kg,LY混動(dòng)車增程密度為474W/Kg。
當(dāng)然,氫燃料電池能量密度隨著技術(shù)發(fā)展,還會(huì)更高。但不可能超過(guò)增程系統(tǒng)。理由很簡(jiǎn)單,甲醇含有12%以上的氫,可以完全轉(zhuǎn)換為氫氣。而目前其他然后存儲(chǔ)氫的材料介質(zhì),氫質(zhì)量占比不會(huì)超過(guò)10%。燃料電池效率比甲醇內(nèi)燃發(fā)電高10~20%的工程數(shù)值,抵消不了燃料電池與小功率增程器的質(zhì)量差。也就是說(shuō)即便燃料電池不用擔(dān)心一氧化碳(co)造成催化劑中毒。可以使用甲醇為燃料。其能量密度仍比不上增程系統(tǒng)。
第五,能量轉(zhuǎn)換效率
使用生物質(zhì)生產(chǎn)一氧化碳,只需要利用生物質(zhì)為儲(chǔ)熱介質(zhì)即可得到。而一氧化碳再跟氫氣生成甲醇。氫氣的能量沒(méi)有減少,只是轉(zhuǎn)移到了甲醇里。而生物質(zhì)儲(chǔ)熱得到一氧化碳,解決了太陽(yáng)能的儲(chǔ)能問(wèn)題。并得到一氧化碳能量。這種方式比單獨(dú)電解水,得到氫氣,高壓存儲(chǔ)要更有效率。能量需求也更少。能量轉(zhuǎn)換效率更高。
第六,安全
液態(tài)的甲醇要比氣態(tài)的氫氣更安全。
綜上,不管是未來(lái)還是現(xiàn)在,氫燃料電池汽車技術(shù)都是不具備競(jìng)爭(zhēng)力。當(dāng)前政策不該去大力補(bǔ)貼。而是去發(fā)展短途純電、長(zhǎng)途增程的出行交通工具模式。