純電動車是假的新能源?氫燃料電池汽車才有將來!
牛車網網友LLL深谷幽蘭 問:
新能源汽車中,純電動汽車和燃料電池汽車,為什麼後者很少提及?難道兩種電池是不一樣的嗎?
牛車網網友純情小火機 答:
新能源汽車,只要一提到它就想到純電動汽車,但其實,早在1834年,美國人湯瑪斯·達文波特已經製造世界上第一輛電動汽車,它要比內燃機的汽車早誕生半個世紀呢,要說真正上的新能源範疇,也許只有燃料電池汽車吧(其實,不用在意這些細節)。
只能說,各大車廠投奔環保熱潮中,純電動汽車的開發難度比燃料電池汽車要簡單很多,儘管純電動汽車的難度也非常大。別看他們的名字都有“電池”一詞,它們是完全不一樣的性質,簡單來說,燃料電池是一個能產生電能的化學反應器,氫離子穿過質子交換膜,與外界吸入的空氣發生還原反應,並生成水,這個反應釋產生的電子通過外電路就產生了電流。
上述的幾句話中,如果你沒有重溫當年的化學課本,那麼懵逼的人大有所在,或許你並不關心這些,但如果你想知道燃料電池汽車離現實社會有多麼遙遠,你還是必須知道一些原理(這只是很少很少部分原理),可能理解能力強的讀者就看明白了——燃料電池可以當做一張膜,而膜的兩側分別通過氫氣和氧氣,再利用導線將反應的電流引出來…就是這個意思了。
先不說其他的,燃料電池的優勢很明顯,例如,它可以像普通燃油汽車一樣,加滿氫氣燃料就可以開走了,而車子運轉的時候有著很高的安靜度,當然,其本身排出的是水和能量,對環境沒有污染…而這些宣傳語你一定聽了很多了,不過,目前它的運用領域常見於航空航太、國防軍事等方面,與生俱來的“高大上”是一定有的了,但也說明——這些不計成本的領域裡,它離“接地氣”的民用時間還有很遠的路要走。
可是,你說燃料電池汽車不接地氣,它們又被量產出來了,例如2013年世界上第一款量產的現代ix35氫燃料電池汽車,又例如豐田的氫燃料車型Mirai量產,再到去年中國福田簽署100輛氫燃料電池客車銷售協議,這些關於燃料電池汽車的新聞一定沒少聽說,只是很少人留意而已。
上述提及的車型中,毫無疑問的先鋒代表是豐田車廠。以目前豐田戰略來看,混合動力車型只是過渡產品,他們的最終目的是在2050年大規模生產燃料電池汽車,我們一直在追問豐田為什麼不開發純電動汽車的時候,其實豐田已經將開放重心押在燃料電池汽車上了。
大家應該知道,豐田在混合動力技術上說自己是老二,沒人敢說自己是第一,而豐田在燃料電池汽車的技術上也是行業領先的水準,他們手握6000個燃料電池的專利項目,但統統開放給各大車廠使用,其中有1900多項是關於豐田Mirai車型的專利都是可以免費使用的,也就是說,自主的眾泰要是有上進心的話,他們也應該為燃料電池的發展做一點貢獻。
因此,你可以忘卻豐田的保守,當然,你也不必說豐田有多麼高尚,先換一個角度思考,包括豐田在內的所有車廠都遇到了燃料電池技術的瓶頸,雖然懂得較多的人會認為——現有的燃料電池技術、儲氫技術已經很可靠了,而中國的燃料電池理論研究在國際上也很先進,但是在燃料電池汽車領域裡就不是那麼一回事了,為什麼呢?很簡單,因為這類車子燒的不是油、燒的不是電,而是你儲蓄卡的金幣啊。
為什麼剛剛要小提一段燃料電池的簡單原理,是因為複雜起來就只有工程師懂(忽略這個邏輯)。燃料電池中必須大量使用昂貴的鉑基催化劑,以豐田Mirai車型為例,一輛車需要使用鉑為100g,如果將100g鉑交給鑽戒設計師,他們大概能做出60枚以內的鉑金戒指,行價約為500元/克的鉑金來算,那就是3萬元了。而作為催化劑用途的鉑,它的製造成本要翻幾番,這筆高成本投入不能忽略不計。試問一下,如果車廠真的像航太、軍事領域的財大氣粗,那老百姓以後還買不買這類新能源汽車嘛?
另一個大方面是加氫站的成本問題,氫氣是最小、最輕的氣體,它很難壓縮,卻很容易洩露,如果運用到燃料電池汽車上,那麼就要將它儲存到700個大氣壓的氣瓶中,這個壓力值相當於一輛雅閣車壓在一塊手錶了,而這種苛刻的製造條件也導致加氫站的成本居高不下。
上下圖是豐田安裝於車廂後半區域的纖維纏繞高壓氫氣瓶。
據資料顯示,全世界將近300座加氫站,其中,分佈於德、日、美三國的加氫站占了接近70%的分量,而中國呢,只有屈指可數的4座加氫站,現在,還在努力維持運營的加氫站只有1座了(位於上海汽車城的安亭)。這和國內火爆的純電動汽車有著截然不同的待遇了,但歸根到底是什麼呢?是技術上的制約、是基礎設施的缺乏,也是政策上的冷漠...
解讀:
如果算上湯瑪斯·達文波特誕生電動車的時間,那麼電動車已經有180年無法徹底大翻身,它的最大瓶頸是電池的儲能問題,純電動汽車的未來不可能取代傳統燃油汽車。不過,燃料電池汽車則不太一樣,像豐田FCV燃料電池汽車只需3分鐘完成氫燃料的補給,續航里程約為600公里,行駛過程中排放的只有氫氧發生化學反應後產生的水…這才是人類未來啊。然而,燃料電池汽車才是剛剛起步,它還有很長的路要走,這是必然的。我們喝那一杯在排氣口接下來的清水要等多久呢?耐心給汽車工程師們一點時間吧。