日本想用氢燃料车来与纯电动车一争高下,马斯克:别傻了
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20 年前,丰田用寓意“超前”的 Prius 给首款混合动力轿车命名,写好了环保汽车史的
序章;20 年后,丰田再度用寓意“未来”的 Mirai 给首款燃料电池(Fuel Cell)汽车
命名,这会带来新能源汽车的又一场革命吗?
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▲ 日益壮大的 Prius 系列已成为环保汽车的标志。
日本是全球首个明确推进燃料电池汽车应用的国家,日本经济产业省(METI)早在 2013
年就为燃料电池汽车产业制定“氢燃料电池车普及策略”,并在 2016 年再度上调发展预
期。按照这份激进的计画,日本将在 2020 年东京奥运会之际拥有 4 万台燃料电池汽车
,2025 年达到 25 万台,而终极目标是在 2030 年达到 80 万台。
与之对比的是,日本国内现在只有丰田和本田两家拿出商业化的燃料电池汽车产品,且每
家只有一款可选。
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▲ 本田 Clarity,是日本国内能买到的另一款燃料电池汽车。
我们不仅是大自然的搬运工,我们还生产水
“燃料电池”是一个人人听过却无人能解释清楚的名词。要强调的是,这里的“燃料”与
“燃烧”没有任何关系,燃料电池可将燃料中的化学能直接生成电能,与传统电池类似“
蓄水池”储存电能相比,燃料电池是一台可发电的“造水机”。
目前燃料电池汽车广泛采用的是氢─氧燃料电池,学过高中化学的都知道水的化学方程式
是H2O,而氢氧燃料电池产生作用的过程就是水被电离分解的相反过程。电池内部简单分为正极
和负极,正负极之间为电解质架构。
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工作流程中,燃料罐中的氢气被引入燃料电池的负极,氢气在此分解为氢离子和电子,氢
离子融入电解质中,行驶中的流入的空气导入正极,其中氧离子遇到融入电解质的氢离子
合成水,电子则从负极流向正极的过程中形成电流,驱动车辆前进。
“唯一排放到环境中的是水”是所有燃料电池汽车必备的宣传语,再加上氢为地球上含量
最高的元素且氢气为可再生能源,这都让燃料电池汽车具备极高的环保特徴。
同时,燃料电池汽车也顺道具备了燃油车的几大优点:首先是添加燃料速度极快,一般
3 分钟左右即可完成加气过程;其次是燃料电池汽车的续航极为理想,目前量产车加一
次气可达到近 700 公里的总里程;再来,氢气罐的体积可控,与蓄电池汽车想要增加电
池容量就要占更多空间不同,燃料电池更适合卡车、皮卡等货车。最后,燃料电池汽车在
燃料衰减,易维护程度方面也直逼燃油车,在生命结束周期结束后也无需像锂电池要回收
处理。
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马斯克:这不是燃料电池,这是傻瓜电池
然而,看起来很美很环保的燃料电池汽车,却遭到电动车巨擘、特斯拉 CEO 马斯克泼冷
水。他接受汽车媒体 Automotive News 采访时,马斯克在镜头前公然宣称燃料电池汽车
非常傻(Extremely Silly),电动车阵营同室操戈,究竟为何?
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燃料电池的“燃料”是氢气,但氢气并不是可从自然界直接抓到的产物。从生成氢气到灌
到车里,消耗能源造成污染的环节还有 3 个。一是制造氢气,二是压缩氢气,三是运输
氢气,在现有技术条件下,这 3 个步骤的能源利用率都不高。
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以最重要的生成氢气来说,电解水和甲烷制氢是业界两种主流方法。电解水生成氢气的能
源转化率只有 25% 左右,虽然已经有厂商尝试用太阳能发电来电解水,但是用电能电解
水生成氢气,再用氢气发电的方式多少有点曲折。甲烷制氢的效率略高,代价是会生成有
毒的一氧化碳,如果用燃烧去除一氧化碳,又会得到更多二氧化碳,都得不偿失。
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美国加州大学欧文分校(University of California,Irvine)APEP 研究小组(
Advanced Power and Energy Program)的研究结果显示,现有技术条件下,传统充电式
电动车要比燃料电池汽车更节省能源。
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鸡不便宜,蛋也挺贵
几乎每个在北京购买新能源车的人都会发愁去哪充电的问题,这个问题在燃料电池汽车上
尤甚,毕竟燃料电池汽车需要的加氢站在当今世界可是稀有物种。
对城市基础建设而言,加氢站和燃料电池汽车间的关系就是鸡与蛋的关系,没有足够的车
量,政府和商家看不到投资加氢站的获利空间;反过来说,没有便利的加氢网络,私人车
主也很难下购买燃料电池汽车的决心。
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由于氢气本身易燃,再加上要用高压液态的方式储存,使得加氢站所用的储氢罐和管路都
必须采用高价材料搭建,单体成本远高于特斯拉的超级充电站。
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在丰田给车主的加氢站地图网站上可以看到,美国境内全部的加氢站都集中在加州为主的
西海岸周边,车主想要横跨东西海岸长途旅行还是不可能的事。参照特斯拉在完成美国主
干线的充电网络后取得的井喷式销量增长,目前燃料电池汽车要走的路难且长。
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另一方面,产能过小导致成本偏高也在燃料电池汽车身上重演,丰田 Mirai 在元町工厂
的日产量只有 10 辆,运到美国后的总车售价达近 6 万美元,这价位在传统燃油车中已
经可以买到高配的豪华品牌车辆了。如当年 Prius 和新能源车在中国生根发芽的过程一
样,政府补贴是促进普及的重要举措,也会成为工业能否崛起的胜负点。
钱不是问题,技术是
对于任一项意图挑战现有市场秩序的产物来说,只谈成本未免有点眼界过小。回到文首,
日本大力推广燃料电池汽车除了为东京奥运形象宣传,以及岛内能源匮乏使传统电池不易
普及,更重要的还是看重燃料电池汽车更优秀的用户体验。传统燃油车的维护使用方式加
上普通电动车的行动平稳性,从任何角度来说都是购车者的好选择。销量增长后,成本下
降也必然可期。
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如同传统燃油车,核心技术的困扰才是燃料电池汽车普及的最大障碍,造氢、储能、电池
核心元件、储氢罐稀缺材料等多方面问题,都需要物理、化学、工程等跨多个基础领域的
发展才能缓解,就像特斯拉电池密度的问题,成为未来几年的长期桎梏。一旦这些领域取
得突破,燃料电池汽车一定会在主流舞台大放异彩,毕竟,跟着优秀的用户体验走,永远
不会出错。
https://goo.gl/KdXVWh
要探究到储存能量装置来源的话
锂电池的原料跟加工过程好像也不是这么环保
说得蛮贴切的啊 不过电其实也是烧煤的 碳排放量也都不是零
作者:
Scape (non)
2017-04-28 20:31:00电的来源也不全是烧煤,电力结构是可以透过政策跟科技改善
作者:
DYE (跟脑残争最后都会变脑残.)
2017-04-28 20:54:00燃料电池车的加速应该还是类似电池电车吧
作者: purplebfly (紫翔) 2017-04-28 21:00:00
撞击后的危险性呢?
作者:
TaiwanNeko (å°ç£å°å°è²“)
2017-04-28 21:12:00有一种说法是日本政府想减少国家对石油的依赖所以大力扶植氢产业
作者:
newtonyd (newtonyd)
2017-04-28 21:28:00氢气大多也是靠石化燃料制备产生
“氢为地球上含量最高的元素”???? 撰文者没念国中
作者: ru04hj4 (纯朴乡下人II) 2017-04-28 21:38:00
氢很多啊 水就一堆 氧硅铝铁 是地壳含量
作者:
agpc (...)
2017-04-28 21:43:00冰岛地热发电,电解水 产生氢气
氧硅铝铁是地壳含量,不代表全部含量氢排的上榜...
作者:
lfk (吼~~)
2017-04-28 22:10:00电不从烧煤来 又不用核能的话 台湾哪里有便宜的电用呢
作者:
hoaliy (花儿一朵朵)
2017-04-28 22:19:00人类连太阳系都没走出去,宇宙还早勒台湾有台风,风机撑的住吗?
作者:
newtonyd (newtonyd)
2017-04-28 22:52:00连地球含量最多的元素也能搞个宇宙最多来救援 有当记者的资质XD
作者:
chewie (北极熊)
2017-04-28 22:58:00含量再多 转出来要大量能源也没用...
作者:
iamspy (宁)
2017-04-28 23:29:00氢燃料电池现优势 除了方便 好像想不到了另燃料电池发展超过50年了~ 新闻稿包装得好像新科技似的
作者: tabrisPTT 2017-04-29 00:02:00
制造锂电池有比较环保吗?
作者:
lfk (吼~~)
2017-04-29 00:11:00说到历史 电动车发展更久勒 所以 也不是高科技囉更正为也 不是新科技囉~
作者:
newtonyd (newtonyd)
2017-04-29 00:38:00有更高效能的氢气制备技术就越有吸引了啊
作者:
a9564208 (YOU OUT!!)
2017-04-29 01:13:00氢燃料电池衰退后可以干嘛?特斯拉至少有说要拿去当电力储存设施
作者: moneypack3 (钱包三号) 2017-04-29 03:01:00
目前盖一座加氢站成本要几百万美金,多久才能普及?
作者: NEWinx (yoyo) 2017-04-29 04:32:00
难道电动车的电是可从大自然中获得的产物?闪电吗?讲得好像制造锂电池不会造成环境污染一样,还有电的来源很多一样都是污染环境
作者:
daae (南极熊猫)
2017-04-29 09:01:00比起电动车我更爱燃料电池车
作者:
TryToBe (奋发低调鸡掰人)
2017-04-29 09:04:00要讲撞击后的危险性…锂电也没好到哪去
作者:
Sunal (SSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSS)
2017-04-29 09:48:00所以继续走老路用石化就对了?柴油车最环保又省油好棒棒
作者:
nwkasim (卡西姆)
2017-04-29 09:52:00哪天发明可以用水驱动就变神车了
作者:
iamspy (宁)
2017-04-29 20:41:00然燃料电池车不就是电动车的一种吗何须硬分出差异