未来新能源汽车应该是电动车和氢燃料电池汽车在较长一段时间内会共存互补。
工信部表示,将高度重视氢燃料电池的研发,相比电,氢燃料更环保。汽车压缩氢的功率具有近40000瓦的比能,每公斤锂离子电池最多只能有2个小时的单位能量,每公斤278瓦时,但大多数降到167瓦时,是236倍,氢气的每千克能量,以及它的能量密度和轻质自然压缩氢气和燃料电池可为汽车提供动力。
我们先深入研究氢的生产过程,氢气车可以开到需要生产氢气的道路上,但是氢不是现成的能源,即使氢是宇宙中最丰富的元素,通常存储在水碳氢化合物中,例如甲烷和其他有机物质,使用氢作为能量存储机制的挑战之一是能够有效地从这些化合物中提取。
目前常规制氢方法主要有三种,一是以煤炭、天然气为代表的化石能源制氢,二是工业副产气制氢,三是电解水制氢。全球范围内主要是使用天然气制氢,我国由于煤炭资源比较丰富,因此主要使用煤制氢技术路线。
氢燃料电池本身不会产生污染,如果我们想假设未来的情景中碳排放量尽可能少,电解利用电流将氢从水中分离出来,该过程所需的电力可以由可再生资源提供,能源效率约70%。如果使用传统的电解氢燃料电池,在汽车甚至启动引擎之前,一种稍微更有效地方法产生氢是使用这种方法的聚合物交换膜电解,能源效率最高可达到80%。
下一个获取氢燃料的障碍为道路上电池车是纯净的运输和储存,如果我们假设氢气是像这样在现场产生的,则为氢气加油站,那么我们就消除了一个能源槽,我们可以将氢压缩到大气压的790倍,但是消耗的能量约占氢本身总能量的13%,而氢气的特性意味着比除氦气以外的其他任何一种气体都更难液化。
氢燃料电池续航能力强,安全性高,但是由于目前氢气制取成本还比较高,加氢站设施建设不足,而锂电池技术成熟,价格相对优惠,在较长一段时间内,氢燃料电池和电动车将会同时并存互补。