電驅(qū)動(dòng)的終極方案 看日本如何玩轉(zhuǎn)氫能源車
【太平洋汽車網(wǎng) 新車頻道】氫燃料電池汽車作為汽車電動(dòng)化、低碳化的重要方向,對(duì)于改善未來能源結(jié)構(gòu)、發(fā)展低碳交通具有深遠(yuǎn)意義。在全球大多數(shù)國家都以純電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車為主攻方向之時(shí),日本人是如何直接以“三級(jí)跳”的姿勢(shì)直奔“終極環(huán)保”階段,投身氫燃料電池車行列?讓我們來一探究竟。
傳統(tǒng)動(dòng)力電池(干電池、蓄電池)是一種儲(chǔ)能裝置,把電能貯存起來,需要時(shí)再釋放出來;而氫燃料電池是一種發(fā)電裝置,是把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的電化學(xué)發(fā)電裝置。
相較于鋰電池,氫燃料電池具有能量密度高、續(xù)航里程長(zhǎng)、整備質(zhì)量輕、性能提升空間大等諸多優(yōu)點(diǎn)。單純從用戶體驗(yàn)和擺脫里程焦慮的角度考慮,氫燃料電池對(duì)蓄電式純電動(dòng)車有著碾壓優(yōu)勢(shì)。
不過,目前中國新能源的國策是主推蓄電池純電動(dòng)車(BEV),雖然動(dòng)力電池的技術(shù)瓶頸暫未突破,但產(chǎn)業(yè)鏈布局已經(jīng)形成了規(guī)模。反觀氫燃料電池車(FCV)領(lǐng)域,它同樣需要BEV領(lǐng)域的動(dòng)力電池組(只不過容量更?。鴼淙剂想姵乇仨毜年P(guān)鍵材料,如催化劑、質(zhì)子交換膜、雙極板等,在國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈基本處于起步階段,造價(jià)高,產(chǎn)能低,僅能滿足商用級(jí)別的需求,動(dòng)輒七位數(shù)的加氫站建設(shè)成本也阻擋了氫燃料電池車進(jìn)入乘用車市場(chǎng)的風(fēng)頭。
地球上氫元素含量豐富,且能量密度高、更加環(huán)保清潔。但氫燃料電池成本高、落地困難,現(xiàn)階段不靠政府補(bǔ)貼很難走下去。加氫站建設(shè)投資成本高,發(fā)展滯后。此外,氫氣易燃易爆,存在一定的安全隱患。降低成本、存儲(chǔ)、和加氫站建設(shè)是最核心的三個(gè)突破點(diǎn)。
日本在氫能源的探索給了我們新的希望,接下來就讓我們一起來看看日本氫能源的發(fā)展。
電動(dòng)汽車當(dāng)?shù)?,?dāng)其他國家還在觀望,或堅(jiān)守燃油、或大力發(fā)展傳動(dòng)動(dòng)力電池的時(shí)候,日本已經(jīng)在氫能的利用上走在世界前列。日本提出了“氫能社會(huì)”的構(gòu)想,豐田量產(chǎn)了第一輛性能優(yōu)越的氫電池車Mirai,本田也推出了Clarity,加氫三分鐘,續(xù)航750公里,日本在“朝氫走”的道路上走得特別堅(jiān)定。
1.日本島國資源匱乏、而且氫能源環(huán)保、高效且制法多樣:
2.日本氣候嚴(yán)寒,氫燃料電池系統(tǒng)的工況受低溫影響較小,具有天然優(yōu)勢(shì);鋰電池的低溫性能到今天都得不到很好的解決,PTC熱敏電阻或小排量?jī)?nèi)燃機(jī)等保溫方法各有缺點(diǎn),這也是日本不廣泛推廣純電動(dòng)車的重要緣由。
3.日本國土狹長(zhǎng)、人口稠密,加氫站建設(shè)具有可行性:一個(gè)加氫站覆蓋100平方公里左右的面積,就算僅僅將加氫站在日本沿海布局,也基本可以滿足日本加氫的需求了。同時(shí),由于日本人均收入高,家庭布局小型制氫站也成為一個(gè)可能性,這是“氫能社會(huì)”的微觀元素。
◆ 小結(jié)
氫燃料電池車或許是一種非常具有地域特色的解決方案,尤其適合狹窄,人口稠密,能源匱乏以及高度要求環(huán)保的地點(diǎn):是因?yàn)樘鞎r(shí)地利,也是因?yàn)闊o可奈何,日本成為了全球氫能利用的急先鋒。
氫燃料電池優(yōu)劣勢(shì)分析及日本國土適應(yīng)性簡(jiǎn)表 | ||
分類 | 內(nèi)容 | 日本國土適應(yīng)性 |
優(yōu)勢(shì) | 含量豐富 | 日本資源匱乏,適合利用氫能源發(fā)展 |
能量密度高,無污染 | 氫能源高效,能解決傳動(dòng)電動(dòng)車的里程焦慮 | |
劣勢(shì) | 成本高 | 日本政府投入資金補(bǔ)助,鼓勵(lì)氫能源汽車發(fā)展 |
加氫站建設(shè)滯后 | 日本國土狹長(zhǎng),能合理利用建成的加氫站 | |
存在安全隱患 | 氫氣超高的能量效率依舊吸引著我們進(jìn)行探索研究 |
為了鼓勵(lì)市民在奧運(yùn)期間也使用氫燃料電池車,東京政府會(huì)承擔(dān)80%的補(bǔ)貼。另外,氫燃料電池車加氫站也在東京加緊建設(shè)中,預(yù)計(jì)到2030年東京氫燃料電池汽車加氫站會(huì)超過150個(gè),車輛數(shù)量會(huì)超過20萬輛。
日本工業(yè)部長(zhǎng)Seko也在去年9月份表示,“電動(dòng)汽車的發(fā)展趨勢(shì)在增長(zhǎng),銷量在增加。但我們不能突然跳上電動(dòng)汽車,要捍衛(wèi)政府對(duì)氫能的承諾。政府仍然致力于向“氫氣社會(huì)”轉(zhuǎn)型項(xiàng)目投入資金。”
2018年8月9日,日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)(NEDO)、東芝能源系統(tǒng)、東北電力及巖谷產(chǎn)業(yè)合作,開始在福島縣浪江町建設(shè)利用可再生能源制氫的氫能源系統(tǒng) “福島氫能源研究站(Fukushima Hydrogen Energy Research Field (FH2R))”。
“福島氫能源研究站” 每年能利用毗鄰的光伏發(fā)電設(shè)備和系統(tǒng)電力,通過1萬kW的制氫裝置來制造、儲(chǔ)藏和供應(yīng)最大900噸的氫。此次實(shí)證運(yùn)行的最大課題是,如何利用氫能源運(yùn)行系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)氫的制造和儲(chǔ)藏與電力系統(tǒng)供需平衡的最佳組合。
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