環保,是一個全球性話題,隨著電動車的不斷普及與國家政策的支持,2017年我國新能源車保有量達到了172.9萬。
是不是大部分小夥伴都會認爲,不用燒油,更不會排放廢氣的純電動車,肯定十分環保。
但真相往往十分殘酷!
Model S每公裏要消耗444瓦時電量,基于新加坡對電能源消耗標准屬于嚴重超標。
還記得特斯拉在新加坡因“尾氣超標”被罰款的事情嗎?
英國環保標准測試機構—Engaged Tracking就曾經表示:“特斯拉Model S在生産和充電時産生的年均二氧化碳排放量,其實與英國汽車的年均排放數據幾乎一樣,兩者年均二氧化碳排放量都是1.5噸。同時,寶馬i3也有排放量,年均二氧化碳排放量爲1.3噸,但比Model S少了15%。”
從制造(從原料開采開始)、使用、維護、廢棄(再利用)整個過程中,電動汽車僅在二氧化碳排放相比燃油車少,而在其它排放指數上,並不比燃油車低。而反觀中國,高達73.48%的電力來自于火力發電,這使得電動車産業鏈中的二氧化碳排放量進一步升高。
就目前而言,電動車的普及更像是一個吸煙的人,從一個高尼古丁含量的香煙牌子換到另一個低尼古丁含量的香煙牌子。
但是考慮到熱效率的問題,一般內燃機的熱效率僅爲30%甚至更低,而發電廠的普遍熱效率在40%左右,電動機的效率也高達95%以上。
總體來說,雖然電動車相對于燃油車會更環保一點,但這並不是一個完美的環保終極解決方案。
爲什麽用氫來做汽車燃料
世界上第一款氫燃料電池車
20世紀60年代,人們就開始將目光轉向另一項清潔能源,那就是一直效力于航天領域的氫燃料電池。
氫占宇宙質量的75%、宇宙分子的90%、地表的70%,是宇宙中最豐富的元素,由于大部分氫元素存在于水中。
利用水的電解的逆反應,氫燃料電池成爲了目前最清潔的動力源之一。只要地球上的水不枯竭,氫自然也不會枯竭,這就是氫被稱爲“無限能源”的原因。
2017年,目前全球續航裏程最長的量産氫燃料電池車——現代NEXO亮相,並于2018年正式上市,800公裏的續航讓很多燃油車都望塵莫及。
大寶就以這款車爲例,來聊一聊何爲氫燃料電池車。
氫燃料電池車是如何工作的
NEXO的氫燃料電池位于發動機艙
小夥伴們感到疑惑的,肯定就是氫燃料電池車的工作原理,首先我們要先分清楚:
氫動力車≠氫燃料電池車,氫動力是真的通過燒氫氣來驅動的。
而氫燃料電池車雖然名字中有氫燃料,但可不是通過內燃機燃燒氫氣從而獲得動力的。
上面的看不懂?沒關系,知道氫燃料電池能通過氫氣與氧氣發電就對了!而且廢棄物居然是純淨的空氣與水!
位于後軸位置的儲氫罐
既然主角是氫,那自然會有一個儲存氫氣的地方,那就是這些位于汽車底盤內的儲氫罐。
當汽車啓動後,儲氫罐內的氫氣被傳輸至位于發動機艙的燃料電池內,而氧氣並不需要專用的儲氣罐,直接從空氣中獲得即可。
NEXO上的氫燃料電池
由于燃料電池反應需要空氣極爲純淨,在進入燃料電池發電的過程中,空氣將經過三次過濾,淨化99%以上的可吸入顆粒物。
氫燃料電池車簡直就是奔跑的空氣進化器有木有。
以上部分,氫燃料電池的工作全部完成,輸出的電力將被傳送至位于後備箱上方的動力電池中,進行儲備。
並用儲備的電能驅動電動機運行,氫燃料電池車的動力表現也與電動汽車並無二致。
位于後備箱的動力電池組體積並不大 ,但是依然搶走了備胎的位置。
氫氣從何而來
說到這裏,肯定會有小夥伴問,這確實解決了電動汽車續航短的問題,但是氫氣的提取過程不是還需要能源嗎?
可能很多小夥伴們最熟悉的人工生産氫氣方法,就是初中課本上的電解水制氫,但是這種傳統的方法並不經濟,歸根結底還是靠電。
電解水作爲“最低級”的獲得氫氣方式,在不環保同時更加浪費資源。
而獲得氫氣的方式可不止這麽一種!
太陽作爲一個取之不盡用之不竭的能量源,通過一種超級生物大分子催化劑吸收太陽光子的能量,加快水分子裂解爲氫原子與氧原子,由于兩種原子再次組成水的速度很慢,氫氣就會從水中冒出來。
這種廉價高效的方法,可以獲得大量的氫氣。
通過回收工業廢氣中的氫氣也是一個十分有效的方法,每年可以回收1932萬標准立方米的氫氣,並且連催化劑都不需要了。
氫氣可以稱作是真真正正意義上的清潔能源,不僅“無窮無盡”,獲取也十分清潔。
隨著政策的發展,成本高的問題也被解決,這輛現代NEXO用極具科技感的外觀與內飾告訴我們,這車是真的不便宜啊。
韓國起步價折合人民幣後高達50萬,再看看豐田Mirai,折合人民幣41萬元。
雖然價格高,但是好在目前主推氫燃料電池車的國家都有補貼政策,實際價格普遍爲20多萬元。
《“十三五”國家戰略性新興産業發展規劃》中明確指出,燃料電池乘用車補貼爲20萬元/輛。相信隨著技術成本的下降,最終售價也會更爲便宜。
對氫燃料電池車的質疑
上面大寶已經把好處都介紹給大家了,那麽大寶再來回答一下大家質疑的部分。
首先就是大家最關注的的安全性問題,畢竟在車裏隨時跟著好幾個“易燃易爆品”,特別是像NEXO上的700bar高壓儲氫罐。
是誰都會有點擔憂。
但實際上,目前並沒有一台氫燃料電池車發生過爆燃,而儲氫罐本身發生爆燃的可能性幾乎爲“0”。
NEXO爲了保證安全,進行了高空墜落實驗、爆破試驗、常溫壓力反複實驗、輻射實驗、耐火試驗等多達十五項測試,不僅通過了韓國與歐洲標准,還通過了世界上最苛刻的聯合國全球統一標准及多衆國際認證標准。
但是畢竟實際用車環境複雜,在極端高溫與低溫的情況下,大寶也不能完全保證雖然儲氫罐本身十分安全與輸氣管道不出任何意外。
另外,目前即使是NEXO也只能在-30℃冷啓動,雖然這個成績超越了大量電動車,但是在實際使用中,還需要很大的提升空間。
再來說說後期保養的問題,而爲氫燃料電池車對于空氣純淨度的要求,在未來保養過程中,膜加濕器、空氣濾清器的更換成本,乃至于氫氣罐的保養檢修成本也都是個問題。
但是畢竟氫燃料電池車已經爲我們省去這麽多燃料費用了,據現代官方工作人員介紹:“目前NEXO每公裏成本僅爲5毛錢”,用車成本比燃油車要低出不少。
《中國制造2025》中提出,到2020年要生産1000輛左右的燃料電池車。《“十三五”國家戰略性新興産業發展規劃》提出未來著力解決的兩大重點是解決氫燃料電池成本高企和加氫站數量不足。
比亞迪、上汽、江淮、長城、宇通、福田、濰柴動力、曉蘭客車等多家國內車企宣布開始研發氫動力汽車。
在加氫站方面,目前擁有國內最多的加油站網絡的中國石化也加入了這一行列,擬建設百座油氣混建站,它的加入將使氫能産業發展提速。
只要國家著政策不退坡,相信在未來,氫燃料電池車也將成爲一大主力車型。