钜大LARGE | 点击量:818次 | 2021年07月07日
“水氢汽车”?可能是江湖骗子,但氢能源确实是新能源汽车的未来
不靠谱的水氢汽车背后,中国有更多靠谱的氢燃料电池车相关产业正在默默崛起。
这两天,中文互联网上被一批关于“水氢汽车”的新闻刷屏,讲的是中国河南省南阳市一个新的“高科技项目”,号称“只要加水就能跑几百公里”的“水氢汽车”。
这条匪夷所思的消息传出后,中国各大媒体迅速跟进,层层“扒皮”。虽然各家媒体都算是有分寸有涵养,没有充当法官,给出结论,但从字里行间里大家不难得出体会出,所谓“水氢汽车”那是相当的不靠谱。
2018年,一批氢燃料电池动力的公交车在武汉投入商业化示范运行,图为正在加氢的公交车(中新网资料图)
不过,这款不靠谱的水氢汽车背后,中国有更多靠谱的氢燃料电池车相关产业正在默默崛起。“水氢汽车”可能是江湖骗子,但氢能源,确实是能源行业的未来。
“氢燃料”其实不燃烧
据澎湃新闻报道,此次引发争议的“水氢汽车”究竟是何原理,当事企业青年汽车一直语焉不详,只是称拥有催化剂可以把水分解出氢气;但将相关技术转移给青年汽车的湖南工业大学方面则澄清说,水变氢的过程中不存在所谓“催化剂”,只有“反应物”。
我们知道,催化剂指的是在化学反应中调节反应速率,而本身的质量和化学性质在反应前后不变的物质。湖南工业大学称,所谓的“催化剂”其实是“反应物”,是一种铝合金粉末,与水反应产生氢氧化铝和氢气。
此外,产生氢气后如何驱动汽车,也是青年汽车一直在回避的重要问题。一种方式是传统的内燃机,通过氢气的燃烧产生热能,再将热能转化为动能;另一种方式则是所谓“氢燃料电池”,也叫“氢反应堆”,由氢气和氧气进行低温的电化学反应,生成水并产生电能用于驱动电动机。
青年汽车的“水氢汽车”到底是怎么动起来的我们不得而知,但显然后者才是汽车行业努力的方向。同等质量下,氢气的热值是汽油的三倍左右;再加上氢燃料电池的热效率(将化学能转化为动能的效率)是内燃机的1.5-2倍左右,因此很多人认为,氢将是一种远远优于汽油的“未来能源”。使用这种能源的氢燃料电池车也被认为是比锂电池车更理想的未来汽车。
为贫油国量身定制的未来能源
除了热值高、不产生二氧化碳,氢能源作为“未来能源”的更大优势是氢气来源的多样性。工业上,氢气可以用甲醇、甲烷(天然气),乃至汽油甚至是煤炭进行制备,也可以通过电解水产生。
其中,电解水制造每立方米氢气需要耗费4-5度(千瓦时)电力,目前来看成本稍高。但对于风电、光伏、核电等低成本或可再生能源发电产业十分发达的国家来说,将多余的电力用来制氢,无疑解决了可再生能源发电与用电需求在时间上错配的问题,不会再遇到能产电时没人用,需要电时又产不出来的尴尬。
氢燃料一旦普及,产能过剩的风力/光伏发电就能源源不断地生产出可以像汽油一样储存和使用的能源。(中新网资料图)
如果氢能源技术真的能够大面积应用,对于中国、日本这样,本土化石能源相对匮乏的国家来说,无疑是一种“大漠/海上种石油”的美妙场景。可再生能源可以以氢燃料的方式被“存”起来,像汽油一样可储存、可运输、可以被直接用来驱动汽车,解决电力产能的结构性问题。
“氢能源社会”的巨大门槛
理想很丰满,但“氢能源社会”的门槛却是很高的。氢气密度低、易燃易爆,被认为是最难储存和运输的气体之一。储存氢气需要极高的压力,极强的密封能力,这无疑成本极高。
此外,最适合这项技术的中国和日本也各有各的现实困难:对日本来说,日本对氢燃料技术的热衷源于日本发达的核电产业,日本希望廉价的核电,用电解水制氢,替代必须从海外进口的化石燃料。但2011年东日本大地震后,东京核电的灾难使得日本核电行业遭受重创,至今仍未恢复。中国和美国则纷纷大力发展锂电池汽车,留给氢燃料电池车的市场空间极小。
而对中国来讲,氢燃料电池技术的问题在于,其关键专利悉数掌握在别国企业之手。燃料电池最关键的部件,质子交换膜此前一直为德国化工巨头巴斯夫所垄断,储存氢气需要的碳纤维容器则是日本企业占据优势。因此,虽然被调侃为“基建狂魔”的中国更有可能实现氢气生产、供应的产业化和规模化,但贸然推广氢能源技术,无异于为人作嫁。
“水氢汽车”可能是江湖骗子,但氢能源确实是新能源汽车的未来
丰田mirai的碳纤维储氢罐,背后是日本厂商成熟的碳纤维制造工艺(图片来自汽车之家)
考虑到世界最大的汽车市场中国和美国都更青睐锂电池汽车,曾有研究机构认为,虽然氢燃料电池是更理想的未来能源,但未来20年汽车行业仍将是锂电池的天下,至少到2040年前,氢燃料电池不会有太大发展。
中国的氢能源技术突飞猛进,但不在南阳
不过最近一年,中国对氢燃料电池车的态度,突然又变得热络了起来。先是李克强总理访日期间参观丰田汽车的氢燃料电池汽车,再是今年中国“两会”期间多位汽车行业代表委员密集发声力挺氢能源,一夜之间,已被“打倒”的氢燃料电池车似乎重新成了风口。
直到今年4月,一篇报道终于为我们揭开了这背后可能的原因。报道称,中国一家公司在燃料电池的核心技术,质子交换膜上取得了重要突破。该公司称,自家质子交换膜相较巴斯夫的产品具有超高分子量、卓越的机械强度以及优异的质子导通率,并在氢燃料汽车的应用过程中有效保证超长运行时间及较为良好的成本控制。
不管是因为自家技术有了底气,还是为了布局20年后的风口,总之,氢能源技术在中国确实火了起来。据中国媒体“21世纪经济报道”报道,今年以来,中国已经陆续有宁波市、常熟市、张家港市、山西省等多个省市,出台氢能相关产业政策。
报道引述汽车业内人士意见认为,此次发生在南阳的“水变氢”事件无疑可以让行业冷静下来思考,地方政府应该如何正确地去扶持氢燃料电池汽车产业。“即便是支持某一个很小的零部件技术,掌握核心技术做精做尖之后,才能产生真正的价值。”这位专家说道。
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