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加氫3分鐘,續(xù)航600公里——氫燃料電池是否能創(chuàng)造一個時代?
來源:建約車評 發(fā)布日期:2018-08-23 10:27
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2018年5月初,在日本首相安倍晉三的陪同下,中國總理參觀了豐田北海道生產(chǎn)線的一臺Mirai氫燃料電池車。照片中,總理一臉凝重。

加氫3分鐘,續(xù)航600公里。

對比飽受白名單呵護與資本青睞的動力電池:“快充20分鐘,續(xù)航300公里”已經(jīng)是業(yè)內(nèi)翹楚?!氨或_了!動力電池是大忽悠,氫燃料電池才是終極能源方案!”這樣的報道鋪天蓋地而來。配著總理的表情,一時掀翻了國內(nèi)輿論。

宇宙第一元素,終極的清潔能源——身負盛名,氫是救世主?是炸碎動力電池統(tǒng)治的重磅炸彈?又或者,難成大器,如鋼鐵俠ElonMusk所言:“氫燃料電池的投資非常愚蠢”。

純電動一路狂飆,氫能源暗自磨刀

2017年,全球純電動車銷量122萬輛,相比2016年增長近五成。得益于政府的鼓勵政策,中國的純電動車銷量65.2萬輛,撐起了半個地球。反觀氫燃料電池車,2013年到2018年,累計銷量6475輛,其中75%的銷量由豐田貢獻。

“產(chǎn)業(yè)化落后了不止十年!”看衰氫能源車的人聲稱。

然而,主流動力電池的局限,業(yè)內(nèi)人都一清二楚。即使是Model3所采用的,目前能量密度最高的三元鋰電池21700,能量密度也不過是300Wh/kg,快充30分鐘,續(xù)航210公里。

可是充滿氫燃料電池車的兩個儲氫罐只需3分鐘,續(xù)航里程達600公里。單純從用戶體驗和擺脫里程焦慮的角度,氫燃料電池有碾壓優(yōu)勢。

雖然純電車的急先鋒馬斯克號稱,下一代的Tesla將會擁有長達800公里續(xù)航能力的電池,但是業(yè)內(nèi)人一清二楚,目前高鎳三元鋰電池如811尚且面臨多種技術(shù)挑戰(zhàn),鎳的用量增加之后,會導致相應的電極材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性降低,從而導致電池循環(huán)壽命和安全性大幅降低。

打嘴炮沒用,還是要看數(shù)據(jù)。

氫氣1個標準大氣壓密度為0.0899克/升,熱值為1.4億焦/kg,也就是大約1公斤氫氣完全釋放能量有39度電,轉(zhuǎn)換效率最高60%,按500公里80度電算需要3.45公斤氫氣(以Mirai為例),大約38375升體積,用60升高壓罐裝需要加壓到639個大氣壓。目前豐田和本田已經(jīng)將70MPa的高壓儲氫罐應用于量產(chǎn),氫燃料電池車一口氣跑500公里不是個問題,背一個儲氫罐就能搞定。

事實上,身為化學元素周期表上的第一元素,氫生來是種“宇宙黑科技”。雖然在地球上易于逃逸,常以化合物的身份存在,但在廣袤宇宙之中,氫是含量最豐富的元素——太陽就日以繼夜地進行氫聚合反應,釋放出巨大的能量,為太陽系帶來光明與生命。

而地球之上,所有人類活動都建立在能源之上,人類生活水平的提高,必須以人均消耗能源的提升為基礎。人類歷史上每一次成功的能源變革,都有一個清晰的主線邏輯,就是能量密度(或者說熱值)出現(xiàn)數(shù)量級上的躍升。

如煤炭能量密度是木柴的160倍,石油約為煤炭的2倍。這類似英爾特創(chuàng)始人格魯夫在IT領(lǐng)域提出的10倍速原理,即能夠成功顛覆(10倍提升)的新技術(shù)一旦出現(xiàn),便會星火燎原,摧枯拉朽。這反映在煤炭替代柴薪,石油替代煤炭之上。

氫燃料電池發(fā)展,氫燃料電池前景

各類能源能量密度約為上表,氫氣表現(xiàn)出了“一騎絕塵”的高能量密度:(三元鋰電替代汽油機的過程如此費勁,也怪能量密度的先天不足?。。?/p>

而除去能量密度,更清潔亦是能源發(fā)展的線索:從伐薪燒炭到發(fā)現(xiàn)煤炭,再到利用石油,利用天然氣,能源的進化史事實上是一場“脫碳的革命”——如果薪柴的碳元素含量是一百個碳單位,煤炭的碳含量是十個碳單位,石油的碳含量減少到了一個碳單位。煤炭相比薪柴更清潔,石油相比煤炭更清潔;到了氫,由于不含碳,燃燒后的產(chǎn)物是水,因此可看作是“零碳排放”的高清潔能源。

縱觀能源史,從能量密度和含碳量的歷史規(guī)律上,氫燃料電池給了人們許多的想象空間——動力電池難堪能源變革的重任,氫能源才是終極能源?

難怪動力電池一路狂飆背后,以豐田為首的企業(yè)暗暗磨刀,準備為開拓氫燃料電池而披荊斬棘。

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