燃料電池汽車(chē)是新能源汽車(chē)的下一場(chǎng)革命,隨著生產(chǎn)成本的不斷降低,燃料電池汽車(chē)的優(yōu)勢(shì)不斷凸顯,在中國(guó)的發(fā)展勢(shì)頭可能會(huì)超過(guò)純電動(dòng)車(chē)。
1、純氫燃料電池
氫燃料電池的原理是把氫輸入燃料電池中,氫原子的電子被質(zhì)子交換膜阻隔,通過(guò)外電路從負(fù)極傳導(dǎo)到正極,成為電能驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。
【燃料電池汽車(chē):豐田Mirai 】
Mirai使用了高壓氫氣作為動(dòng)力能源,液態(tài)氫被儲(chǔ)存在位于車(chē)身后半部分的高壓儲(chǔ)氫罐中。減壓后的液態(tài)氫進(jìn)入位于乘員艙下方的燃料電池中,氫原子在燃料電池陰極上的反應(yīng),釋放電子從而產(chǎn)生電能。多個(gè)燃料電池的串聯(lián)使得輸出電壓達(dá)到使用的標(biāo)準(zhǔn)。
2、水氫燃料電池 (甲醇燃料電池)
水氫燃料電池=純氫燃料電池+重整器(甲醇和水重整得到氫氣和少量二氧化碳)
【水氫燃料電池汽車(chē):合即得水氫車(chē)】
水氫電動(dòng)車(chē)是以水氫電池原理為基礎(chǔ),用水氫燃料電池動(dòng)力替換電動(dòng)車(chē)傳統(tǒng)的蓄電池動(dòng)力,用戶只需添加水氫原料即可保證續(xù)航水氫電動(dòng)車(chē),具有和內(nèi)燃機(jī)同樣的使用習(xí)慣,有效緩解充電樁覆蓋不足的問(wèn)題,并可以減少充電樁建設(shè)投入。水氫電動(dòng)車(chē)既具有傳統(tǒng)電動(dòng)車(chē)零碳排放高環(huán)保性和高效性,同時(shí)具有傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的高續(xù)航能力。
3、水氫燃料電池商用車(chē)商業(yè)化拐點(diǎn)來(lái)臨
純電動(dòng)汽車(chē)和純氫燃料電池車(chē)成本高昂,比如純電動(dòng)汽車(chē)充電時(shí)間成本高、充電樁配套成本高昂,純氫燃料電池車(chē)車(chē)載儲(chǔ)氫罐成本高、制氫和運(yùn)輸環(huán)節(jié)成本也比較高。相比較而言,水氫燃料電池車(chē)存儲(chǔ)甲醇燃料成本極低、甲醇運(yùn)輸成本也低于氫氣、同時(shí)加注甲醇時(shí)間成本低只需三分鐘,等等。
【純電動(dòng)汽車(chē) vs 水氫燃料電池車(chē)】
純電動(dòng)汽車(chē) |
水氫燃料電池車(chē) |
? 2017年補(bǔ)貼退坡,推廣難度加大 2016年為基準(zhǔn),2017-18年減少20%,2019-20年減少40%,經(jīng)濟(jì)性逐步下滑 |
2 高額補(bǔ)貼,而且2020年之前不退坡 國(guó)補(bǔ)中,物流車(chē)30萬(wàn)、50萬(wàn)兩檔,客車(chē)50萬(wàn),而且2020年之前不退坡 |
? 充電時(shí)間長(zhǎng),快充模式下充滿需1小時(shí) 充電時(shí)間太長(zhǎng)給消費(fèi)者造成困擾 |
2 僅需三分鐘加注好甲醇 加注方式如同加油,方便快捷僅需3分鐘 |
? 能量密度低,續(xù)航里程短 電能需要以化學(xué)能的方式存儲(chǔ)在鋰電池中,10公斤電池能夠存儲(chǔ)2kwh電能 |
2 十倍能量密度,加注一次滿足全天續(xù)航 動(dòng)力系統(tǒng)僅有一個(gè)反應(yīng)裝置,能釋放電能取決于甲醇量,1公斤甲醇可對(duì)于2kw電能 |
? 充電樁配套成本高昂 10個(gè)直流充電機(jī)電站440萬(wàn)元,由于充電時(shí)間長(zhǎng),能補(bǔ)給車(chē)數(shù)量為甲醇站的1/10-1/20 |
2 改裝加油的設(shè)備,成本低 將傳統(tǒng)加油機(jī)的加注槍?zhuān)瑩Q為甲醇加注槍?zhuān)瑑H需要10萬(wàn)元 |
【純氫燃料電池車(chē) vs 水氫燃料電池車(chē)】
水氫燃料電池推廣成本低:可以充分利用現(xiàn)有的加油站系統(tǒng), 將傳統(tǒng)加油機(jī)的加注槍更換為甲醇加注槍,僅需要10萬(wàn)元。
水氫燃料電池使用成本低:以12米公交客車(chē)為例:水氫燃料電池車(chē)日使用成本為純電 動(dòng)汽車(chē)的60%,為燃油汽車(chē)的44%。
購(gòu)置成本低:純電動(dòng)1800元/kwh,燃料電池車(chē)可達(dá)30或50萬(wàn)/輛(5年不退補(bǔ))。目前國(guó)家對(duì)超級(jí)電容和鈦酸鋰快充純電動(dòng)客車(chē)的補(bǔ)貼為定額補(bǔ)貼15萬(wàn)元。
【水氫燃料電池碳排放量低,能源轉(zhuǎn)換率高】
純電動(dòng)73%來(lái)自火力發(fā)電,需要燃燒大量煤炭,排放大量的CO2,以 及SO2、NOX、粉塵顆粒物等。而水氫燃料電池每度電排放CO2的量?jī)H為純電動(dòng)汽車(chē)CO2排放的一半。
另外,火力發(fā)電過(guò)程中會(huì)損耗65%能量,電的輸送中損耗 4.8%,配送損失5.1%,最終到汽車(chē)用電能量轉(zhuǎn)換率不足25%。而水氫燃料電池: 從甲醇到燃料電池放量,能源轉(zhuǎn)換效率則達(dá)到60-65%。
總結(jié):水氫燃料電池和干電池不一樣,干電池用完之后也沒(méi)法充電,只能廢棄處理;水氫燃料電池和鋰電池也不同,鋰電池可以通過(guò)充電補(bǔ)充電量,而水氫燃料電池是通過(guò)添加甲醇重整來(lái)發(fā)電。在能源轉(zhuǎn)化率方面,水氫燃料電池的轉(zhuǎn)化率在60%-80%之間,它是通過(guò)化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能,不需要經(jīng)過(guò)熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,而傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的能源轉(zhuǎn)化率只有30%-40%,優(yōu)勢(shì)顯而易見(jiàn)。
來(lái)源:第一電動(dòng)網(wǎng)
作者:廣東合即得
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