最近,一則《水氫發(fā)動機在南陽下線,市委書記點贊!》的新聞報道引起熱議,它不僅給全民復(fù)習了一遍物理、化學、能量守恒定律、催化劑作用甚至是現(xiàn)階段全球制氫方式等等知識點。不得不說,這篇新聞稿是成功的,在各大網(wǎng)站都喜登熱搜排行榜。
我們先來看看水制氫汽車運動原理,簡單的說就是,通過鋁粉加催化劑的制氫方式,再用車內(nèi)特殊的轉(zhuǎn)換裝置將水轉(zhuǎn)換成氫氣,再輸入氫燃料電池,產(chǎn)生電能,然后驅(qū)動車載電機和引擎。咋一聽好像從理論上,在實驗室里是行得通的,但是從經(jīng)濟角度來看它真的可行嗎?
我們一起來算一算,根據(jù)青年官方發(fā)布的鋁+水制氫原理推斷,根據(jù)兩種不同路徑反應(yīng)計算,消耗掉300公斤的水,分別需要準備216公斤和144公斤的鋁合金粉末。當然啦,這是純理想狀態(tài)下,因為同樣續(xù)航里程,實際可能消耗更多水和鋁。根據(jù)我們查詢的情況,鋁每噸價格在14000元以上,即千克價格在14元以上。欲續(xù)航300km,單是鋁的消耗量就高達2000元以上。在如此價格面前,水的消耗價格基本可以忽略不計。800元以上的百公里運營成本,估計“水氫車”的量產(chǎn)之路基本渺茫。
另外,水氫發(fā)動機的化學反應(yīng)非常劇烈,且膨脹并快速溢出反應(yīng)容器。這意味著水氫汽車除了需要滿足承載水、鋁反應(yīng)物質(zhì)的空間外,還需要提供足夠反應(yīng)的容器空間及控制其反應(yīng)安全、有效、可控進行的控制裝置。而出于安全考慮,這些裝置基本放在駕駛室后方,這也就占用了貨箱的一部分長度空間。
基于以上兩個方面,我覺得水氫汽車在商用車領(lǐng)域,至少是短時間內(nèi)都無法達到量產(chǎn)階段??磥?“水氫發(fā)動機”不靠譜,那靠譜的氫動力汽車都是什么樣的呢?
我們以首款投放市場的氫燃料電池汽車豐田Mirai為例,不同于氫內(nèi)燃汽車的直接燃燒,氫燃料電池汽車的核心在于電池,儲氫瓶中的氫氣和車外的氧氣在進入電池后被電解質(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。雖然聽起來似乎很簡單,相比之下,技術(shù)沉淀更為深厚的豐田Mirai,國內(nèi)售價大概在30多萬,顯得已經(jīng)很便宜了。
不少網(wǎng)友可能會問,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?其實這個問題不在于技術(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)氫對鋼材具有腐蝕性,現(xiàn)在的運輸管道都無法用來運輸氫氣,主要依靠罐車公路運輸,此外,加氫站的建設(shè)投資成本也遠高于加油站,同等效率的加氫站成本大約是加油站的5到6倍。目前國內(nèi)的加氫站僅有不足30座,除了建設(shè)成本高,人們對氫氣的恐懼也會阻礙加氫站的建設(shè)推廣,由于加氫站的數(shù)量短期內(nèi)無法和加油站一樣普及,因此相對于同樣0排放的電動車而言,氫燃料電池汽車雖然靠譜,但想要普及,依舊是遙遙無期。