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氢能汽车努力与电动汽车竞争

时间:2022-02-24 08:16:14 来源:

大多数工业化社会的电气化取得了长足的发展。在欧盟和中国,政府的支持(例如法规和补贴)正推动汽车制造商采用不使用化石燃料作为能源的替代技术。同样,在北美,尽管特朗普支持化石燃料行业,但汽车制造商仍在走电气化道路,埃隆·马克斯·特斯拉(Elon Musks Tesla)是领先者。几乎所有大型汽车品牌都计划在未来几年内推出几种电动汽车模型。然而,氢不是炒作的一部分。

与电动汽车相比,宇宙中最小和最丰富的颗粒被称为替代性环保技术。氢在运输和储能方面的应用有很多优点和缺点。但是,燃料电池背后的技术,即为氢能汽车提供动力的技术,由于一个简单的原因:高昂的成本,未能说服广大公众和消费者。

氢,或者说H2在科学界被称为H2,可以通过一种称为水解的环保方法或通过天然气的重整过程来生产,这是市场上生产95%氢气的方法。水解的适用性低的原因是其生产需要大量的水。燃料电池汽车FCV每英里需要13加仑水。通常,通过在高温蒸汽下与二氧化碳发生反应来重整天然气是最便宜,最有效的方法。

关于氢的一个常见错误是氢是一种能源而不是能量载体。后者需要外部能量来将H2O分子或水分解为氢和氧。目前,与电动汽车等替代品相比,该过程效率相对较低,导致成本更高。

目前,只有丰田,现代和本田提供的FCV的价格要比其他具有相同大小和功能的车辆高。在美国,燃料电池汽车的平均价格为60,000美元,比EV车型高。包括铂,钛和碳纤维在内的昂贵金属生产燃料电池和储氢系统的必要性意味着更高的价格。而且,当前市场上提供的FCV不是批量生产的。这意味着,如果将必要的资源投入到进一步的研究中,则可以及时降低成本。

制氢效率低下和制氢成本高是FCV的缺点。在欧盟,每公斤氢气的价格为10欧元,在美国为14美元,这足以行驶100公里或62英里。相比之下,电动汽车的效率要高得多,能量损失仅为31%。对于FCV,氢的转化,电解和氢转化为电能需要大量能量,这会影响其效率。

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基于氢的技术有几种转换和存储方法,这些方法会影响FCV的成本和效率。

氢气可以使用调整后的内燃机或通过燃料电池为车辆提供动力。同样,以液化或压缩形式存储的氢也会影响燃料效率(见下文)。

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此外,燃料电池汽车需要额外的基础设施来将氢运输给消费者。该系统将类似于传统的石油工业,例如管道,仓库和加油站。但是,由于已有电网,因此电动汽车对交通基础设施的投资要低得多。尽管可能需要扩大容量,但电动汽车具有附加价值,可以用作智能电网设备的电池。

电动汽车背后的技术已经成熟,可以大规模使用,这导致了销售额的惊人增长,几乎所有重要的汽车制造商都进入了市场。但是,由于资源匮乏,电池的批量生产可能会有风险。燃料电池汽车不存在相同的问题,而是需要克服其他挑战。

首先,需要通过大量生产和替代昂贵的金属来降低氢动力汽车的生产成本。此外,通过环保方法提高制氢效率将加强FCV替代化石燃料汽车的地位。可再生能源的使用不断增长,日本汽车制造商承诺降低成本,这可能会推动FCV成为电动汽车的竞争对手。


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