來源:汽車科學(xué)島
氫能汽車在庚子年間熱度從居高不下到幾乎被行業(yè)邊緣化,原因是基于制氫、運(yùn)輸、成本、安全與性價(jià)比五個(gè)方面的缺陷(非缺點(diǎn))。2021年氫能汽車應(yīng)當(dāng)會(huì)徹底被淘汰,下面就來盤點(diǎn)關(guān)于氫能汽車的誤解以及一些錯(cuò)誤的嘗試吧。
氫燃料汽車的本質(zhì)水氫能汽車的概念氫氣傳統(tǒng)制造方式氫能推廣普及初衷AIP技術(shù)存在意義關(guān)于氫燃料汽車最多的誤解是把「氫氣當(dāng)做燃料」,也就是用于熱機(jī)的能源,以燃燒的方式轉(zhuǎn)化動(dòng)力;這是大錯(cuò)而特錯(cuò)的解讀!咱們先來解析這個(gè)的問題。
什么是氫能汽車
氫氣的燃燒火焰溫度在空氣中的當(dāng)量燃燒標(biāo)準(zhǔn)為1430℃(攝氏度),這個(gè)是非常尷尬的標(biāo)準(zhǔn);因?yàn)槠偷漠?dāng)量燃燒標(biāo)準(zhǔn)為1200℃,比氫氣低也許還能體現(xiàn)其優(yōu)勢(shì),但是柴油的相同標(biāo)準(zhǔn)溫度卻有1800℃,也就是說以氫氣作為燃料并沒有柴油的價(jià)值高。
在工業(yè)領(lǐng)域使用的“氣割”除乙炔以外則為氫氣和LNG,氫氣在氧氣中當(dāng)量燃燒的火焰溫度可以達(dá)到2800℃!那么想要以氫氣作為燃料則不增氧毫無意義,壓縮增氧后的火焰溫度又太高,普通內(nèi)燃機(jī)從材料到機(jī)油潤(rùn)滑系統(tǒng)都難以承受這么高的溫度;所以在汽車維護(hù)項(xiàng)目中的「氫氧除積碳」也是曇花一現(xiàn),能燒蝕掉少量積碳但也會(huì)嚴(yán)重?fù)p傷發(fā)動(dòng)機(jī)。
問題:既然氫能并不是作為內(nèi)燃式熱機(jī)的燃料,其功能到底是什么呢?
其實(shí)氫燃料汽車的本質(zhì)是【電動(dòng)汽車】,只是在電車的基礎(chǔ)之上,加上一套由氫氧進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)從而產(chǎn)生電流的化學(xué)發(fā)電器的「增程式電動(dòng)汽車」——?dú)淙剂掀嚨臏?zhǔn)確定義應(yīng)當(dāng)為“氫燃料發(fā)電器·增程式電動(dòng)車”,核心總成包括以下五項(xiàng)。
動(dòng)力電池組發(fā)電電池堆電機(jī)電控基礎(chǔ)車身這就是“氫車”的本質(zhì)了,然而這種技術(shù)是絕對(duì)不會(huì)被普及的;因?yàn)閺闹茪涞竭\(yùn)輸再到超大的能量轉(zhuǎn)化損耗,決定的結(jié)果是使用氫能發(fā)電的背后的排放與成本,要比主流的柴電或汽油増程器系統(tǒng)還要高得多!所以以公共汽車為主的機(jī)動(dòng)車,使用的均為柴電增程器,那么水氫汽車又是個(gè)什么東東呢?
氫能的制造方式多種多樣,其中包括電解水制氫;“水動(dòng)力”的汽車是直接加水,通過原車動(dòng)力電池組在車身上進(jìn)行電解水的化學(xué)制氫,之后再用氫能在氫燃料電池堆里發(fā)電,電流為電池組充電并同時(shí)為電機(jī)供電以驅(qū)動(dòng)車輛——這里的核心是動(dòng)力的電池組。
用原車儲(chǔ)電“先解水制氫”再“耗氫發(fā)電充電”,這不是有病嗎?與其繞一個(gè)大圈子弄出來氫,為什么不直接用動(dòng)力電池驅(qū)動(dòng)車輛行駛。要知道如果動(dòng)力電池組有100kwh的容量,先制氫后發(fā)電過程中產(chǎn)生的損耗,只能讓得出的電剩下30kwh左右!很顯然這是愚蠢的做法,所以水氫汽車直接被淘汰。
但是這種技術(shù)的淘汰直接說明了以日韓與德國(guó)為首推廣的氫燃料增程式電動(dòng)汽車也應(yīng)該淘汰,因?yàn)檫@些車只是把“水氫系統(tǒng)”從車上“卸下來”而放在普通汽車愛好者看不到的背后;說白了就是在掩飾問題,把巨大的能耗與排放放在看不見的地方,這叫做掩耳盜鈴、相信這種技術(shù)有前景只能說明對(duì)技術(shù)一無所知。
02制氫方式
電解水制氫是非常差的方式,比如豐田汽車的掌門人「豐田章男」近期放話說“電動(dòng)汽車被過度炒作”,這話就像放屁一樣,為什么這么說呢?因?yàn)檫@老鬼子只口不提其推廣的氫能汽車的本質(zhì)是電動(dòng)汽車,只是說日本的電能主要依靠火電(85%左右),推廣電動(dòng)汽車會(huì)造成日本傳統(tǒng)能源“荒”。
然而這些都是站不住腳的說法,日本的石油煤炭主要依靠進(jìn)口,但是制氫的主要方式仍舊為【PDH·丙烷脫氫】技術(shù)。這種技術(shù)只要是為了制造丙烯,氫能是副產(chǎn)物,而丙烷正是石油分餾的產(chǎn)物!那么日本依靠進(jìn)口石油的日本為什么不好看能源安全問題呢?因其美國(guó)的看門狗。
「丙烷脫氫」的制氫方式已經(jīng)造成了丙烯的供大于求,這是日韓德三個(gè)國(guó)家推廣氫燃料汽車的結(jié)果,不過影響時(shí)間不會(huì)很長(zhǎng)。因?yàn)樘矫魇蛢?chǔ)量容不得再去制氫了,以汽車保有量的增速,全球年均石油消耗量看向60億噸,探明儲(chǔ)能能用30余年就算理想了。
那么PDH技術(shù)不能考慮之后,使用電解水制氫著實(shí)會(huì)造成日本的電荒,結(jié)果會(huì)怎樣呢?中國(guó)是電力大國(guó),火力發(fā)電的體量很大,不過占比已經(jīng)越來越低,清潔發(fā)電的占比已有30%以上。所以這些顧慮在國(guó)內(nèi)并沒有,所以日本氫能株式會(huì)社的社長(zhǎng)龍野廣道表示要把重心放在中國(guó)汽車市場(chǎng),然而這種說法很混蛋。
增程氫車的缺點(diǎn)
1:用于化學(xué)發(fā)電的氫燃料電池堆成本非常高昂,功率非常小的電池堆也要數(shù)十克的【PT·鉑金】;這種材料也就是俗稱的白金,一般的白金戒指也不過≤10克,算一算僅僅PT的成本就會(huì)讓這種車的價(jià)格達(dá)到什么程度吧。可以說綜合品質(zhì)相當(dāng)差的氫能增程車也要三四十萬元,動(dòng)力堪比凱美瑞、續(xù)航堪比特斯拉,這種車定出這種價(jià)格是要哄傻子嗎?
日本之所以不惜代價(jià)推動(dòng)氫能技術(shù)的發(fā)展,核心因素是在化油器時(shí)代囤積過量的PT;但是化油器技術(shù)很快被電噴技術(shù)取代,這些PT就只有以制氫的方式去消耗,但是我們沒有這種剛需,日系汽車存在什么問題與其他國(guó)家的汽車工業(yè)何干呢?
2:氫能增程汽車的高壓罐儲(chǔ)備的是「液態(tài)氫」,其能量密度相當(dāng)于35倍左右的T-N-T;這種燃料主要用于航天領(lǐng)域,比如下圖的日本的火箭,出現(xiàn)問題后的狀態(tài)大致就是這樣了。曾經(jīng)粗略計(jì)算過一臺(tái)5kg左右的氫車,如果在碰撞中泄露并出現(xiàn)明火引燃,結(jié)果總能是輕易毀掉一個(gè)街區(qū)。
這種車還是用于日本本土比較合理,韓國(guó)和德國(guó)推廣這種技術(shù)也是很有勇氣的;然而這些二戰(zhàn)的戰(zhàn)敗國(guó)想怎么折騰是它們的事情,在其他區(qū)域推廣就顯得不合理了。
日韓德這些國(guó)家對(duì)氫能技術(shù)的熱衷只是因?yàn)椴荒軗碛泻宋?,所以日本的蒼龍級(jí)潛艇使用的API技術(shù)就是氫燃料增程;但如果允許有核武的話,相信這些曾經(jīng)的邪惡軸心的熱情會(huì)很高,而且會(huì)更邪惡。
然而單純依靠軍工領(lǐng)域還是無法快速的完成PT的消耗,所以轉(zhuǎn)型汽車的生產(chǎn)就顯得很重要了;但是這種車輛的問題畢竟太突出,即使是支持日系汽車的日本人在其本土市場(chǎng)也基本不接受,多年的努力只換來了5位數(shù)左右的保有量,這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)基本預(yù)示了氫能增程汽車最終必然消失。
(1kg-H2成本超過60¥,綜合難以達(dá)到100km的續(xù)航,此類車不僅不環(huán)保,同時(shí)是買的貴用的也挺貴)
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