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成本太高,為什么豐田不愿放棄高氫燃料電池?

 
 
 
發布日期:2020-09-11    來源:未來汽車日報    掃描到手機

編者按:氫燃料電池真的有前途嗎?從商業角度看,似乎燃料電池已經走入死胡同。成本太高,供應鏈欠缺。但豐田沒有放棄,它還在繼續研究。本文原標題ElectricCarsAreAlltheRage.ThenWhyDoesToyotaContinuetoInvestinHydrogen?

譯者|小兵手

特斯拉憑一己之力改變了汽車產業的走向,許多傳統汽車制造商被迫調整策略,奮力追趕?,F在幾乎所有制造商都有自己的電動汽車,就連懷疑者通用汽車、大眾也開始生產電動汽車。

不過有一家公司沒有讓步,它就是豐田。豐田沒有將所有雞蛋全部放進電動汽車籃子里。當它推出電動汽車時,還在向燃料電池下注。

為什么?燃料電池技術不是已經輸了嗎?

用氫燃料的燃料電池

從字面上講,燃料電池技術是應對氣候變化的完美方案。液態氫通過燃料電池產生能量,驅動汽車前進,只生成水。與其它燃料相比,氫燃料的能量密度更高。

汽油的能量密度約為每千克46MJ,而氫燃料則是120MJ。在理想世界,讓同一輛汽車跑相同距離的路,氫消耗的燃料要少很多。因為汽車只需要裝備很少的燃料電池就足夠了,所以汽車會更輕,現在的電池還太重。氫燃料還有另一個優勢,添加燃料時比汽油更快。

為什么現在氫燃料普及度如此低

早在10多年前,加州州長施瓦辛格就倡導發起氫燃料革命,可惜沒有成功。一是需求不高,二是供應問題,氫燃料難以普及,供應鏈也很脆弱。燃料添加站也不多,當中一些經常因為維護關閉。有時氫燃料供應還會中斷。目前的氫燃料主要來自化石燃料工廠,工廠將水分離成氫與氧,變成氫燃料。

除了上述原因,成本過高也是一個問題?,F在的燃料電池仍然很貴,氫的價格約為每加侖16美元。之所以價格高,原因之一時提煉時需要用到催化劑Platinum,它很貴。研究人員正在努力,試圖減少Platinum的消耗量,或者完全放棄Platinum,以求降低成本。

不只如此,存儲氫燃料的成本也很高。氫氣雖然能量密度高,但按體積計算密度并不高,將它變成液體裝進罐子需要制冷技術,所有這些都抬高了成本。正因如此,每次添加氫燃料成本都比汽油高,比電力更是高很多。如此一來,氫汽車價格居高不下,維護成本也不低。所以對于絕大多數人來講購買氫汽車毫無意義。

為什么豐田不放棄

豐田很早就開始支持燃料電池,它推出了Mirai汽車,不過大家并不熱情??赡苁且驗槠嚩▋r高達5萬美元,也可能是燃料添加站太少。

有人可能會認為,商業失敗將迫使豐田放棄氫汽車計劃,不過豐田還是繼續生產氫汽車,每次還會升點級。據報道,豐田為求安全,在開發未來汽車時不打算將所有雞蛋放進一個籃子里。它的確會向電動汽車投資,但會繼續保留Mirai。另外,對于氫燃料電池豐田還有其它打算,遠不限于汽車。Mirai只是氫燃料的一張“臉”,用來展示形象。

對于重型汽車來說氫燃料也許更有魅力,比如卡車、巴士、叉車。目前的鋰電池太重,如果想驅動重型汽車,需要安裝大量電池,重量明顯太重。如果換成氫燃料電池,重量會減少很多。

對于叉車、卡車這樣的商務汽車來說,充電時間過長等于看著錢白白流走。氫燃料可以快速添加,能節約成本。另外,與其它燃料相比,氫燃料汽車可以跑更遠的路。照估計,氫卡車的的續航里程可以達到500-750英里。

可能正是因為這些原因,Nikola才會努力開發氫卡車。有些地區已經出現氫巴士。事實上,豐田已經為奧運會準備100輛氫巴士,可惜奧運會推遲了。豐田還與中國企業合作開發燃料電池,供商務汽車使用,它們的目標是降低成本。

打造供應鏈

在美國加州,豐田推行一種名叫“cowtocar”的能源供應模式,如果這種模式成功,它可以解決兩個問題,提供清潔氫燃料,打造強勁供應鏈。牛會生成甲烷,它是一種溫室氣體,也是氫燃料之一。

豐田的計劃就是利用厭氧消化池將農場動物糞便變成甲烷,將甲烷收集起來,用燃料電池處理就可以變成氫和電。收集甲烷甚至都不需要額外管道,直接注入現有天然氣管道就可以了。氫可以輸送到加油站,電可以輸入電網。豐田本來準備根據這套方案建一個氫廠,不過推遲了。豐田還有一套方案,就是將廢紙變成氫。不過要打造這樣的工廠需要一些時間,技術不成熟,不過一旦建成,它也許可以提供常規氫燃料。

氫可以存儲再生能源

再生能源很好,因為很干凈,但它有一個繞不開的問題:不是連續的。

怎么辦呢?在生產高峰將它存起來,在生產低峰使用。氫可以作為一種解決方案,利用可再生能源將水(或者海水)變成氫,然后通過燃料電池用氫生成電力。

不只汽車可以使用

未來,豐田肯定想讓汽車用上氫燃料,但不僅僅如此,非汽車項目也可以用,比如航天產業就可以用。太空中氫的含量相當高,事實上,宇宙75%都是氫。豐田與日本航天機構JAXA合作設計月球車,里面就用到了氫燃料電池。月球車的續航里程達到1萬公里。

也有人對氫動力航空感興趣,但不知道豐田是否會向這一領域投資。

有一點倒是肯定的,那就是豐田對航海感興趣,它正在開發燃料電池船舶。這是一個好消息,因為商務航運貢獻的排放量占了整個排放量的2.5%。

豐田還準備打造氫城市,100%依賴氫。其中一個城市名叫WovenCity,占地175英畝。它將會成為未來城市的典范,里面有無人駕駛系統、有機器人、有智能家庭、有AI。老實說,這套設想也許并不遙遠。在全球一些陽光充足的地區,我們可以建設太陽能工廠,將海水變成氫,供城市、汽車使用。

有何意義

在特斯拉制造電動汽車之前,大眾、寶馬對電動汽車并不感冒?,F在呢?所有汽車商都有自己的電動汽車。也許豐田看重的是未來,這一未來已經多次延期,所以有風險。大量供應清潔干凈的氫能源,豐田的理念是否錯了?未來會不會出現替代性技術,讓氫燃料電池技術變成多余?或者說,未來將會出現突破技術,讓氫變得足夠便宜,被大家廣泛使用?也許擴大生產追加投資可以解決氫能源存在的一些問題?無人知道未來會怎樣。也許電動汽車會是汽車的未來,但在城市里,不論是巴士、卡車還是船舶,也許還得依靠氫。

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