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是技术分歧还是文化冲突?看氢燃料汽车和电动汽车之争!

 慨文 2021-02-08

随着全球环保意识的兴盛,世界主要国家纷纷出台停止生产、销售传统燃油汽车的时间表。

中国也规划出了自己的燃油车退出方案,提出了分区域、分车类、分阶段的“三分方案”,最早的出租车于2020年退出,最迟的CV2商用车2045年退出,其中最受大家关注的私家乘用车,要在2030年退出。

既然已经明确了燃油车的退出方案,就要有其它新能源车来代替,目前来看,全球的主流替代方案是纯电动汽车。但在主要汽车生产大国日本,对电动汽车却不太重视,日本车企更看重氢燃料电池汽车。

对此,在中国互联网上有一群人,慨文就称之为“挺氢派”吧,他们认为纯电动汽车就是一场骗局,因为发电厂中火电更多,所以用电本身就不环保。另外,废旧电池无法处理污染更大。他们常常举的一个例子就是日本主力发展氢燃料汽车。出于对日本的迷信或者推崇,既然日本人坚持的,就一定是真正的新能源汽车发展方向。

而另一派我们称之为“纯电派”吧,认为中国在传统燃油车上由于缺乏技术积累,长期落后,而在电动汽车的主要技术上,已经是世界先进水平了,是中国汽车产业实现弯道超车的关键。

那么这两个技术路线到底哪个更靠谱,哪个更环保、更能够普及呢?小编为此专门咨询了一位长期从事电池研究的朋友楚先生,让他给我解惑。下面就是慨文提出的问题以及解答。

慨文:电动汽车和氢燃料汽车的工作原理是什么?

楚先生:电动汽车的工作原理非常简单,首先是给储能电池充电,然后用电池中的电驱动电动机,使电动车运行。

而氢燃料电池汽车相对就复杂一些,氢燃料汽车分为氢内燃机汽车和氢燃料电池汽车,我们目前常常讨论的就是氢燃料电池汽车。

首先是加氢,然后是燃烧氢气产生热量发电,第三步是将燃烧氢气发的电储存到电池中,第四步由电池驱动电动机使车辆远行。

慨文:这样看氢燃料汽车其实也是电动车,也是要用电驱动的。

楚先生:没错,氢燃料电池汽车其实就是把电动汽车充电的环节改成了加氢,然后燃烧氢气发电,其本质上还是一部电动车。并不是一些网友想象的那样,像燃油车一样直接燃烧氢气驱动汽车,氢只是用来发电的。

慨文:是不是氢燃料电池汽车更环保,因为汽车运行过程中唯一的产生物是水?

楚先生:这个想法是一种误解,其实真正更环保的汽车是纯电动汽车。

慨文:为什么?

楚先生:我们看到氢燃料电池汽车本质上仍然是电动车,只不过把普通电动车充电的过程改成燃烧氢气发电。

慨文:可是我们的发电厂很多是火电发电,会产生不少的污染,而氢气发电只产生水,是完全无污染的,是不是就意味着氢燃料电池汽车更环保?

楚先生:如果单纯从氢燃料汽车本身来看好像更环保,但如果考虑到两种汽车的整个运行过程,你就会发现问题。

慨文:怎么说?

楚先生:我先问你,氢燃料电池汽车的氢是从哪儿来的?

慨文:应该是电解水吧?难道还有其它方法?

楚先生:氢的制造通常有两个途径,其一就是通过电解水来实现,这样制造的氢是“绿色”的氢,还可以从化石燃料,通常是甲烷中提取氢,但这样只能产出“灰”氢,也就是在生产过程中仍会产生二氧化碳,或者是“蓝”氢,也就是把90%的二氧化碳储存起来,但并未解决根本的零排放问题。

慨文:原来氢也可以从化石原料中来,这样就不一定是零排放了。

楚先生:没错,其实就算是通过电解水获得的氢,也不一定是零排放,因为电解水也要用电啊!

慨文:对啊!是不是电解水制氢热效率更高,否则为什么日本人非要搞氢燃料电池汽车,直接用电岂不是更省事,这个氢燃料电池汽车是不是有点脱KUZI放P?

楚先生:哈哈,其实氢燃料电池汽车的热效率远远低于纯电动汽车。

慨文:愿听其详!

楚先生:首先,水电解为氢是一个非常低效的过程,会浪费很多电能。研究发现水电解出氢能的过程会损耗掉约30%的电能。也就是1度电,变成氢气后,仅剩下0.7度电的效果了。

慨文:这样损耗还是挺大的。

楚先生:不仅仅如此,当氢气制造出来后,还要运到加氢站,再加注到汽车上,在这个过程中,氢燃料的损耗大大超过电能的损耗。

慨文:是什么情况?

楚先生:我们知道电能是通过电线传输的,在电能通过输电线进入充电站的过程中,损耗率一般只有5%,而由于氢气极难运输,目前主要是采用高压气体和液态氢的方法运输,由于高压气体运输效率较低,建设管道成本又太大,所以液态氢运输比较多,但热损耗也较大,会达到26%~33%。

慨文:差不多四分之一的损耗?

楚先生:是的,1度电的能源到了加氢站只剩下差不多0.52度了,但这还没完。

慨文:还有哪里会损耗?

楚先生:你别忘了,氢注入汽车后,还要再转换成电能才能驱动汽车,也就是还要再燃烧发电,还要损失一部分能量。

慨文:对啊,还要发电呢,这要损失多少呢?

楚先生:在氢转换为电能的过程中又会损耗掉40%~60%,我们就按照50%计算,这时候原来的1度电大概就剩下0.26度了。

慨文:实在是太低了,那么纯电汽车损耗多少呢?

楚先生:前面说了,电能到达充电桩时损耗5%,在用交流电给直流电电池充电过程中还会损失15%左右,充电过程损耗约5%,最后大概能剩下75%左右。 也就是说0.75度电被利用了。能量利用率大概是氢燃料电池汽车的3倍。

慨文:相差那么多?为什么日本人还一直搞这个?

楚先生:日本的情况比较复杂,总体来说是三大原因。

慨文:哪三大原因?

楚先生:第一个是日本民族的保守性,不喜欢改变。相对于充电来说,加氢和加油的方式更相近;其次,日本是一个能源匮乏的国家,而且国土狭小,发电是以核电和火电为主,而2011年的核事故,令日本人对核电开始恐惧,所以,电能并不是日本的强项,第三,日本的氢主要是用化石原料制取的,而不是通过电解水,并不是纯绿色能源,但这样就不需要消耗大量的电能。

慨文:这和中国不一样,前些天看新闻,说中国的电能中,火电已经低于50%了,各种新能源发电量不断提高。

楚先生:对的,2018年日本的火电发电量占82.7%,远高于中国。而且日本平均电价是中国的3倍。

慨文:怪不得只有日本坚持发展氢燃料电池汽车。

楚先生:当前世界主要国家,都已经确定了电动汽车为主要发展方向,除了上面说的能耗问题外,氢燃料电池汽车还存在着其它三大问题,合起来称为“四高”。

慨文:四高?我只听说过人体“四高”是不健康的,高血压、高血脂、高血糖、高尿酸,怎么汽车也有四高?

楚先生:这氢燃料电池汽车的“四高”同样不健康,它限制了氢燃料电池汽车的推广和普及。

慨文:您说说吧!

楚先生:第一高前面说过了,就是能耗高导致氢燃料价格高;第二高是氢燃料汽车本身的制造成本高;第三高是氢燃料的运输和加注成本高,目前一座加氢站的成本约1200万是传统加油站的3倍,是充电站的10倍;第四高是氢燃料汽车及加氢站的危险性更高。

慨文:原来是这“四高”啊,看来各国选择电动汽车是有道理的。

楚先生:是的,这“四高”目前看来还没有适当的解决办法。就连氢燃料汽车普及率最高的日本也仅有3000多辆氢燃料电池汽车,加氢站也仅有100多座。一些日本车企也放弃了氢燃料汽车项目,比如1月初,日产汽车宣布暂停与戴姆勒及福特合作开发燃料电池车的计划,将力量集中于发展电动汽车。

慨文:电动车也有三大缺陷啊,续航里程,充电时间和低温电损。

楚先生:电动车的这几大问题在5年前似乎是难以解决的,但现在看来续航已经不是太大的问题了,很多车型已经能够达到500-600公里的续航,和传统油车已经没有差别了;快充技术也有很大进步,基本上10-20分钟就能满足一定的电量;以现在的技术发展速度来看,相信低温电损问题很快也能解决。

慨文:但愿吧,希望中国在这一次技术大变革中能够在世界上抢得先机,成为新能源汽车的领航者。

楚先生:一定会的!

以上就是慨文和楚先生的对话,不知道各位小伙伴怎么看?#氢燃料汽车#

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