IHS Markit的数据显示,电池动力与内燃机之间的战斗将会结束,该公司预测,到2032年,纯电动汽车的产量将达到每年近1800万辆,而燃料电池动力汽车的产量将为接近50万辆。

燃料电池汽车 图片来源:丰田中国

燃料电池汽车 图片来源:丰田中国

据福布斯新闻网报道,由于氢的来源几乎是无限的,支持者声称氢燃料电池汽车最终可能会加速淘汰传统电池动力汽车,而最近受新型冠状病毒疫情影响,不少电池工厂的停工让电动汽车的供应链出现问题,这不禁让人遐想这种趋势是否会提前到来。

不过专家指出它首先要跨越一些巨大的障碍,包括生产、运输、储存三大挑战。

由于内燃机对地球二氧化碳排放的威胁,电池似乎已经在这场竞赛中胜出。借助Model 3的热销,特斯拉进入了发展快车道,但燃料电池技术却在起跑线上停滞不前。然而从长远来看,燃料电池天生的环保优势可能会让它取得胜利。

IHS Markit的数据显示,电池动力与内燃机之间的战斗将会结束,该公司预测,到2032年,纯电动汽车的产量将达到每年近1800万辆,而燃料电池动力汽车的产量将为接近50万辆。

而电池确实引起了一些环境问题,开采钴、锂、镍和铜等关键金属常常会引发人们对工人和环境安全的担忧。

出于环保考虑的电池回收计划存在挑战,而重量更重的电动汽车也会排放出更多对健康有威胁的轮胎颗粒。因此在像德国这样的国家,煤炭仍然经常被用来发电,所以在这里它的二氧化碳优势并不存在。

怀疑者指出,相较于使用燃料电池所减少的二氧化碳,用传统方法生产氢所增加的二氧化碳一样多,而风能、太阳能和非高峰时期的水力发电所产生的可再生能源,根本无法以具有竞争力的价格提供足够的能源。

伦敦帝国理工学院机械工程客座教授、牛津大学工程科学教授卡尔加吉表示,即便生产没问题,配送和存储成本也将高得令人望而却步。更激进的专家认为,就像特斯拉的马斯克,其想法只是“傻瓜电池而不是燃料电池”和“令人难以置信的愚蠢”,但制造商们仍大量投资于这个技术,这样做更像是作为一种保险政策,以防止某个竞争对手意外地挖掘出这个技术的经济可行性的关键。

就在上周,奔驰的母公司和卡车制造商戴姆勒宣布与沃尔沃卡车达成协议,共同承担研发、生产和销售使用燃料电池技术的重型汽车的成本,他们宣称的目标是在2025年之后让高里程和燃料电池驱动的大型卡车进入市场。

但与此同时,戴姆勒指出,将把研发燃料电池动力汽车的计划搁置一段时间,它已经制造了一些GLC燃料电池车型。

氢燃料电池与普通电池相比有什么优势?法国巴黎银行集团旗下的Arval列出了这些优势和劣势。

优势在于:与电动汽车的充电速度相比,氢燃料电池3到5分钟就可充满,如汽油汽车一般;无有害排放,只会排出水;300英里左右的续航里程,与传统汽车相当;工作效率高,获取能量的效率要比传统汽车从汽油或柴油中获取能量的效率高得多。

缺点在于:燃料补给站点稀少;尽管氢燃料汽车的燃料成本与传统燃料相似,但开发这项技术的成本并不便宜,储存或运输氢本身的成本也不便宜;电力来源必须是可再生的,否则减少二氧化碳排放就是空话。

与此同时,有关氢储存技术取得突破的消息,似乎缓解了燃料电池及燃料电池汽车的一个主要问题,即如何解决安全和充足储存氢产生的巨大成本。

这种名为的“沐浴海绵”的技术据说能够在较低的压力下储存和释放大量的氢气,因此成本更低,该技术是由美国西北大学教授法哈发明的。

宝马表示,各种技术还将共存一段时间,而氢燃料电池可能是继汽油、柴油和电池电力之后的第四种选择。

宝马前研发董事会成员克劳斯·弗勒利希在3月份的一份声明中详细介绍了宝马i Hydrogen NEXT氢燃料电池概念车,他表示:“我们X家族的这款高端车型将是这个领域特别合适的选择。”宝马还没有公布这款车推向市场的计划,称时机尚未成熟,基础设施也尚未到位。

弗勒利希指出:“我们认为,作为能源载体的氢,它首先必须由具有价格竞争力的绿色电力生产出足够多的数量。之后氢燃料电池技术将优先用于无法直接电气化的交通工具,例如需要跑长途的重型运输车。”

宝马放弃了最初的氢燃料计划,该计划使用氢燃料来燃烧和驱动汽油发动机。现在它已经采用了燃料电池,这种电池可以在汽车上产生电力来驱动电机。

宝马还与丰田合作开发燃料电池技术,这家日本公司在Mirai车型上少量采用了这种技术,其他燃料电池车型还包括本田Clarity和现代Nexo。

彭博新能源财经在最近的一份报告中指出了开发氢能源的可能性,但表示需要全球政府在10年内拿出1500亿美元(约1.1万亿元人民币)的补贴资金才能做到这一点。考虑到最近新型冠状病毒疫情的迅速爆发,可以假设这个时间线会推迟一两年。

欧盟正在推动一项氢计划,该计划也将针对于航空和重工业。欧盟针对汽车和SUV的二氧化碳排放法规要求显示,到2030年,汽车和SUV的平均燃料消耗需达到每加仑汽油行驶92英里,因此汽车制造商将欢迎可替代的无二氧化碳排放的燃料的出现。

欧盟的规定非常严苛,到2030年,所有新车都必须使用电池,但迄今为止,电动汽车只成功地进入了高端市场。欧盟的目标是到2030年,让电动汽车成为大众市场的主流,但专业机构预测,这一努力将以失败告终。

根据IHS Markit的数据,到2030年,纯电池驱动的轿车和SUV的全球产量将仅占15.9%的市场份额,而汽油、柴油和混合动力汽车(内燃机加电机)的产量仍将略高于70%。

从现实出发,欧盟应该鼓励制造商生产更高效的燃油动力交通工具,而不是强制性地收紧当前的规则。

与此同时,美国投资研究机构Energy & Capital报告称,氢能委员会估计,到2050年,氢将为4亿多辆汽车和SUV、多达2000万辆卡车和500万辆公共汽车提供动力,氢将提供世界18%的能源。

在欧洲推广燃料电池的领导者是德国温格工程有限公司总经理温格,他定期组织研讨会,讨论燃料电池不可阻挡的趋势。

他指出,许多投资已经开始转向氢燃料技术,丰田和现代等公司在这方面处于领先地位,并展示了这项技术的魅力。

温格在接受电话采访时表示:“随着工业界正努力履行《巴黎协定》中有关气候变化的义务,而投资者正在帮助改进氢燃料产品并降低成本,人们开始意识到氢燃料的好处。”

利用德国、丹麦、荷兰、苏格兰的可再生风电场能源和瑞士的水力发电产生的过剩产能,欧洲的氢气供应不会成为问题,而且德国的化学工业生产的氢气也可以作为供应来源,当前它还是当作废气烧掉。

为什么购车者应该选择燃料电池而不是传统电池?

文格认为:“传统电池并不是万能的。例如,那些生活在大城市的人会发现很难给电动汽车充电。向氢燃料的转变将是缓慢的,但可以肯定的是,到2030年,我预估德国大约5%的汽车和卡车将使用燃料电池。”

卡尔加吉教授指出,将氢能源用于运输业更像是一种利基型发展,可以利用目前被浪费的过剩可再生能源。

不过像摩洛哥太阳能项目这样的工程生产氢的成本不够便宜,而且很难扩大规模。这个项目设想在沙漠中使用巨大的太阳能装置来生产可再生电力,然后生产氢,最后将氢输送到欧洲的客户那里。

卡尔加吉教授在与福布斯的电子邮件交流中指出:“当然,运输过程中氢的主要问题是如何运输和储存,如何把氢送到车辆需要的地方。这样算下来它的成本极其昂贵,比天然气高出4倍。”

他认为:“如果在商业上可行的话,新的解决储存问题的‘沐浴海绵’技术可能有助于保持汽车的续航里程,但氢的生产和运输仍是个大问题。”

他补充称:“当然,随着风能和太阳能发电量的增加,以及由于可再生能源生产的间断性特点,有时会产生多余的电力。这些多余的电力可以用来产生氢气,而不是储存在电池里,这些氢气可以通过运输送到需要的地方。

但在可预见的未来,我认为这种形式的氢能源只会占运输能源需求中极小的一部分。”

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