氢能汽车解释 燃料电池与效率和零排放

  • 2021-09-17 18:22:45
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当英国商务大臣 Kwasi Kwarteng 上个月公布英国首个氢能战略时,他说这种燃料“有可能改变我们为生活提供动力的方式”。

汽车行业已经看到了这样一种转变。早在第二次世界大战期间,技术人员就已经使用氢气为车辆提供动力,作为汽油的清洁替代品。

自 1990 年代以来,对用于汽车的氢技术的兴趣和投资显着增加。随着政府确认从 2030 年起将禁止在英国销售新的汽油和柴油汽车,更多的资金将涌入。

技术

氢动力汽车不包含内燃机。相反,“氢动力汽车的关键是燃料电池”,Driving Electric说。

Hydrogen Hub解释说,气体从罐中进入燃料电池并与氧气混合,在化学反应中产生水,从而“产生电力,为驱动车轮的电机提供动力”,氢中心是一个由行业主导的氢气利益相关者社区。和燃料电池供应链。该组织补充说:“氢气罐的加油过程与汽油或柴油汽车几乎相同。”

氢与电动汽车

氢动力汽车和电动汽车的碳足迹相似,但前者可以行驶更远而无需加油——当它们这样做时,这个过程需要“几分钟而不是几小时”,Driving Electric 说。

Auto Express表示,尽管如此,“怀疑论者反对氢燃料汽车的第一个论点”是效率。阿伯丁大学化学工程讲师汤姆·巴克斯特 (Tom Baxter) 表示,为了制造用于动力电池的氢气,通常通过电解将电能转化为气体——在这一过程中,大约 25% 的源能量会损失掉。

Baxter 在The Conversation的一篇文章中解释说,产生的氢气然后被“压缩、冷却并运输”到加氢站,该站又损失了大约 10%。他写道,“一旦进入车辆”,在将氢气转化为电能并用它为发动机提供动力时,还会损失 25% 的源能量。

根据 Baxter 的计算,在这种“线对气对线”过程中,最终仅使用了初始能量的 38%,即 100 瓦中的 38 瓦。相比之下,电动汽车的效率几乎是原来的两倍,每 100 瓦初始能源消耗约 80 瓦。

英国《金融时报》称,汽车行业的老板们也排队“泼冷水”,希望能大规模推出氢燃料电池汽车。该报报道称,大众汽车“全球销量第二,几乎放弃了氢能计划”。而德国竞争对手梅赛德斯“去年悄悄搁置了其最后一个乘用车燃料电池项目,而宝马在该技术上只保持了立足点”。

然而,丰田和现代在该技术上“继续大量投资”,后者的目标是到 2030 年将燃料电池汽车关键部件的成本削减一半以上。

投资驱动

Auto Express 表示,尽管存在各种缺点,但“对于真正可持续的移动性而言,氢是一种不容忽视的燃料”。氢能汽车从尾气中产生零碳排放。

尽管如此,“氢作为清洁能源的资格仍然是一个问题”,英国《金融时报》表示,并指出并非所有的氢都是平等的。

“绿色”氢是使用可再生能源的电力制造的,而“蓝色”氢使用天然气,任何碳排放都被捕获、储存或再利用。

在更有害的一端,“灰色”氢气使用天然气但不会捕获排放物,“棕色”氢气来自动力煤。两者都相对更具成本效益,但对环境的影响更大。

然而,这并不是说电动汽车在排放方面的表现一定会更好。“锂离子电池的生产非常耗能,”丰田氢燃料电池汽车商业化负责人乔恩亨特告诉汽车快报。

根据 Hunt 的估计,一个典型的 100kWh 电池“将提供 250 英里的潜在续航里程,为了生产该电池,将需要大约 20 吨二氧化碳”。

“典型的电池可持续使用 150,000 英里,因此相当于大约 83 克/公里的二氧化碳。然后,当您考虑在相同距离内充电时,同一辆电动汽车在其生命周期内将排放 124 克/公里的二氧化碳,”他说。相比之下,根据亨特的说法,氢动力汽车的排放量可能低至 60 克/公里。

比赛状态

目前氢燃料汽车的销量远低于电动汽车,部分原因是支持其广泛使用的基础设施尚不存在。

根据政府顾问UK H2 Mobility 的最新数据,氢燃料汽车需要在专门的加油站加油,其中在英国只有 11 辆在运营。相比之下,EDF Energy记录的充电点连接器数量超过 42,000 个。

因此,对氢基础设施的投资将是政府氢战略的重要组成部分。

氢汽车的另一个​​问题是成本。现代 Nexo 氢燃料汽车的成本超过 68,000 英镑,而丰田 Mirai 的成本超过 54,000 英镑。

根据金融网站NimbleFins 的数据,英国电动汽车的平均成本为 44,000 英镑,其中一些价格低至 17,350 英镑。

目前,氢燃料汽车的加油成本也相对较高。

然而,随着包括丰田在内的汽车巨头努力降低氢能汽车的生产成本,这项技术的粉丝希望新一代汽车价格更低。

驾驶体验

澳大利亚卫报的 Matilda Boseley表示,丰田的 Mirai 驾驶起来“安静而时尚”。事实上,“只要你住在加油站附近”,这种体验就是“惊人的”。

对于目前英国的司机来说,这可能是一个很大的“如果”。然而,苏格兰人的阿拉斯泰尔道尔顿写道,在同一辆车上“沿着”阿伯丁绕道“巡航”,“花了好几英里才在油量表上留下凹痕”。

当他不得不停下来加油时,这个过程“简单”且快速——尽管燃料成本确实“出人意料”。

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