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正文開始前先說一波題外話:" AutoLab每周一周三都會(huì)發(fā)放粉絲禮物,Put your hands up!小禮物立馬帶走?。ǘY品見文末) "
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南陽日?qǐng)?bào)關(guān)于“水氫發(fā)動(dòng)機(jī)”的報(bào)道,引發(fā)了全民群嘲,迅速成為了熱點(diǎn)社會(huì)話題,這在一定層面上說明了大家對(duì)“氫能源”的發(fā)展非常關(guān)注,對(duì)氫能源汽車有著廣泛的期待。青年汽車在用“在線制氫”騙投資,那其他車企在氫動(dòng)力汽車上有哪些探索呢?
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氫氣由于是二次能源,熱值高,制取的方式也很廣,沒有能源枯竭的擔(dān)憂,算得上是很理想的動(dòng)力來源,因此汽車廠商們對(duì)氫能的探索從未停歇,早在19世紀(jì)初歐洲便開始研發(fā)氫動(dòng)力汽車,并出現(xiàn)了氫內(nèi)燃機(jī)汽車,即通過氫氣燃燒來推動(dòng)活塞做功,從而驅(qū)動(dòng)車輛。
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當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件下,由于氫氣燃燒很快,也很難儲(chǔ)存,所以續(xù)航非常短,隨著19世紀(jì)中后期汽油出現(xiàn)以后,氫內(nèi)燃汽車基本銷聲匿跡。
到了20世紀(jì)中后期,壓縮液態(tài)氫內(nèi)燃汽車開始出現(xiàn),但是續(xù)航里程短這塊短板依然沒有得到有效的克服,最遠(yuǎn)也只能達(dá)到20公里左右,完全不夠看。
不過氫內(nèi)燃汽車也是有一定優(yōu)勢(shì)的,除了0排放無污染,還有扭矩高爆發(fā)力強(qiáng),同樣內(nèi)燃機(jī)水平下零百加速可以碾壓汽油動(dòng)力??偨Y(jié)而言,氫內(nèi)燃汽車雖然爆發(fā)力強(qiáng),但是續(xù)航里程太短,并沒有商業(yè)化的可能性,因此歐美逐漸放棄了這一路線。
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被歐美放棄的氫動(dòng)力汽車,在日韓獲得了新生,日本作為一個(gè)島國(guó),能源匱乏是天然硬傷,二次能源的氫是日本的救命稻草。
日本政府大力扶持國(guó)內(nèi)風(fēng)電、核電的建設(shè),再通過電解水制氫,用國(guó)內(nèi)豐田、本田等公司研發(fā)的氫燃料電池汽車來解決長(zhǎng)途行駛問題,從而形成一個(gè)能源自給的國(guó)家。
氫燃料電池汽車解決了氫內(nèi)燃汽車不穩(wěn)定、續(xù)航短的問題。以首款投放市場(chǎng)的氫燃料電池汽車豐田Mirai為例,3分鐘便可完成氫氣加注。
車內(nèi)布置有兩個(gè)60L高壓儲(chǔ)氫罐,能夠裝5KG氫氣,達(dá)到500km以上的EPA續(xù)航里程,儲(chǔ)氫瓶采用了碳纖維和玻璃纖維材質(zhì),還配備有安全栓,即萬一發(fā)生火災(zāi)后,安全栓會(huì)熔斷緩慢釋放氫氣,避免發(fā)生爆炸,所以在穩(wěn)定性和續(xù)航里程上的問題,氫燃料電池汽車已經(jīng)攻克。
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不同于氫內(nèi)燃汽車的直接燃燒,氫燃料電池汽車是通過氫氧在電池堆中化學(xué)反應(yīng)發(fā)電,再用電力去驅(qū)動(dòng)車輛。
所以氫燃料電池汽車的核心在于電池,儲(chǔ)氫瓶中的氫氣和車外的氧氣在進(jìn)入電池后被電解質(zhì)隔膜拆分,將氫氣拆分為氫離子和電子,氧氣拆分為氧離子和電子,電子流動(dòng)形成電流,而氫離子和氧離子經(jīng)催化劑結(jié)合生成水排出車外。
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雖然聽起來似乎很簡(jiǎn)單,但整個(gè)燃料電池的構(gòu)造是非常精細(xì)的,催化劑也非常昂貴,因此氫燃料電池汽車的價(jià)格普遍較貴,例如今年車展上武漢格羅夫發(fā)布的,國(guó)內(nèi)首款氫燃料電池汽車,售價(jià)竟高達(dá)100萬!
相比之下,技術(shù)沉淀更為深厚的豐田Mirai,國(guó)內(nèi)售價(jià)大概在30多萬,顯得很便宜了。
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技術(shù)成熟,續(xù)航也高,還無污染,這么美好的氫燃料電池汽車為何普及不了呢?問題不在于技術(shù),而在于氫能源本身,主要是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)很難。
一來,高壓的液態(tài)氫對(duì)鋼材具有腐蝕性,現(xiàn)在的運(yùn)輸管道都無法用來運(yùn)輸氫氣,主要依靠罐車公路運(yùn)輸,此外,加氫站的建設(shè)投資成本也遠(yuǎn)高于加油站,同等效率的加氫站成本大約是加油站的5到6倍。
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目前國(guó)內(nèi)的加氫站僅有不足30座,除了建設(shè)成本高,人們對(duì)氫氣的恐懼也會(huì)阻礙加氫站的建設(shè)推廣,韓國(guó)為了讓民眾對(duì)加氫站放心,在國(guó)會(huì)大廈樓下建設(shè)了加氫站。
由于加氫站的數(shù)量短期內(nèi)無法和加油站一樣普及,因此相對(duì)同樣0排放的電動(dòng)車而言,補(bǔ)能效率高的優(yōu)勢(shì)也就沒有了。
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在氫氣的制取上,國(guó)內(nèi)主要采用煤氣化制氫,算是工業(yè)衍生品,成本大概為0.8元/立方米。
而公眾比較熟悉的電解水制氫損耗較高,成本也會(huì)高很多,而且大規(guī)模電解水會(huì)極大增加電網(wǎng)壓力,難度很大,現(xiàn)階段的電解水制氫,主要是利用廢棄掉的風(fēng)電,部分地區(qū)的風(fēng)電由于不穩(wěn)定,無法接入電網(wǎng)使用,拿來制氫再存儲(chǔ)起來也算是物盡其用,例如河北張家口就是這么做的。
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總體而言,氫燃料電池汽車是目前公認(rèn)較為靠譜的方向,但氫燃料電池汽車的推廣,幾家企業(yè)是無能為力的,需要政府的力量介入,而且就算政府介入,推廣起來也并非容事。