从燃料电池诞生的那一天起,就担负着拯救地球的使命。然而久无作为的燃料电池汽车,真的会普及吗?
基础设施掣肘发展
和锂电池一样,随着技术进步,制氢燃料电池车的制造成本正在呈现出梯度下降之势,制造成本已经不再是阻碍其商业化的关键原因,但和电动车一样,要在市场上大规模地推广和应用氢燃料电池车,基础设施不足依然是其面临的最大的问题。
氢燃料的获得相对容易,成本也不高。但最大的难题依然是加氢站的建设。氢气的来源非常广泛,比如化工尾气回收、天然气制氢、煤制氢、甲醇制氢和电解水制氢等都可以获得氢燃料,但与电动车一样,加氢站作为基础设施,在很大程度上需要政府推动。
再加上,从目前来看,与加油站和充电站相比,加氢站的成本更高。思迈汽车信息咨询公司的数据显示,在日本,一座加氢站的成本可达300万美元。
氢气存储和运输难题
与氢气的供给相比,储存和运输问题更为严重。衣宝廉认为,产氢与用氢不在同一地方,将廉价的副产氢和弃风等电解水制氢的氢储存和运输到用氢地点——加氢站,是燃料电池车大规模示范的关键环节。目前,我国氢气储存和运输技术仍不足,存储和运输企业较少,氢气制备及加注企业的产业化水平低。
从技术角度看,目前工业上主要采用-253℃下的液态氢,或700个大气压以上高压氢气进行氢能源的存储和运输。对于液态氢来说,由于氢气的熔点很低,实现氢气的液态化很难,从经济角度看,储存和运输液态氢并不划算。另外,液态氢会“吸收”金属容器生成氢化物,降低氢气的纯度。近年来,科研人员发明了化学储氢方法,即让氢气存储于化学物质中,或者与某种物质进行化学反应,需要使用时通过加热或者利用隔膜提取出来。
不过,现有技术成本高且存在安全隐患,是氢能源利用技术中的一个关键瓶颈。上述两种储存与运输方法都有一定的局限性,目前,氢气储存与运输还是主要采用700个大气压以上加压的方法,但即便加压,容器中氢气重量也非常有限。据介绍,一辆载重35吨的氢气运输车,其容器中氢气的重量只有几百公斤。
另外,为了保证氢气运输安全,压力容器必须很牢固,因此,容器重量远超过氢气重量。为了保证氢气运输安全,我国规定运输氢气的压力并不太大,压力低储存量就少。综合起来,氢气储存和运输成本约为9元/立方米,远超过制氢成本。
电解水制氢运输和储存难度更大,利用风能和光能电解水制氢实现了能源的循环利用。但是,我国风电场、光电场大多数在西北地区,储存与运输的问题更为严重。
除此之外,由于技术所限,我国目前存储和运输企业还很少,远没有形成产业化规模。有专家表示,我国需要加快培育氢气存储和运输企业,实现从制氢到储存、运输整个产业链的协同发展。
技术与国外差距明显
从制氢技术来看,我国与日本、美国没有太大差距。但在储氢与运输技术上仍有一定差距。
以储氢技术为例,容器压力的大小决定容量的大小,压力越大,存储量也就越大。目前,我国普遍采用35兆帕压力标准,而日本、美国则采用70兆帕压力标准。我国目前也在研究70兆帕压力标准。
另外,从存储设备来说,目前日本、美国普遍采用四型瓶装载氢气。四型储氢瓶具有重量轻、循环寿命长、成本低等优点,但缺点是气密性较差。我国曾经在CNG公交车上使用过四型储气瓶,但发生过泄漏事故,而后被禁止使用。此后,我国CNG以及燃料电池汽车都改用三型储气瓶,三型储气瓶虽不易泄漏,但却较重,循环寿命短,成本也较高。四型储气瓶被禁止使用后,国内企业在这方面的研究几乎是空白。近年来,国内企业又逐渐认识到四型瓶的优势,也在加强这方面研究。
来源:第一电动网
作者:广东合即得
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