氫和電池:電動汽車已經死了。電動汽車萬歲!
Elon Musk 是電動汽車領域的資深人士,他曾將燃料電池斥為“傻瓜電池”。儘管我們中的許多人仍在掌握電動汽車,但一些專家認為氫是下一個重要的燃料。這些汽車通常被描述為氫燃料電池汽車,這意味著它們使用燃料電池而不是電池。事實上,電動汽車可能只是從化石燃料向氫燃料電池電動汽車(FCEV)的過渡。
正如起亞設計副總裁 Gregory Guillaume 所說:“我個人認為,電池驅動的電動汽車只能是(向)氫的過渡。”讓我們看看每個的優缺點:
充電/加油
遠程或範圍焦慮
環境影響
製作它&運輸它
走出去買一個——如果可以的話
運營成本
氫經濟
那麼電動汽車死了嗎?
充電/加油
FCEV:FCEV 將氫氣或其他燃料轉化為電能。這就是電動汽車和氫燃料汽車之間的區別。為氫氣汽車加油就像購買普通汽油一樣,只需 3 到 5 分鐘。對於時間緊迫的人群來說,這實際上更有意義。
電動汽車:您可以直接用電為電動汽車充電。電動汽車充滿電至少需要一個小時,而使用標準家用插座則需要 14.5 到 48 小時。儘管基礎設施在不斷發展,但並不是每個人都住在有公共充電站的地方。公平地說,大多數駕駛電動汽車的人都在上下班,並且通常可以選擇在工作地點或附近使用電動汽車充電站,這樣他們的汽車就可以在他們再次需要時輕鬆充電。
此外,EV 充電站的工作方式意味著前 70-80% 的電池充電速度相當快(大約 20-30 分鐘),然後充電速度就會減慢。所以實際上,為電動汽車的大部分電池充電所花費的時間不會比喝杯咖啡的時間長很多。
回到氫氣,加州有 41 個公共加氫站,目標是到 2025 年達到 200 個。2018 年,加州有 25 輛 FCEV 公交車在運營,而其他州只有 7 輛。康涅狄格州、夏威夷州、馬薩諸塞州、密歇根州和南卡羅來納州各有一個公共加氫站。另外 27 個正在這些州開發,還有紐約和羅德島。
截至 2019 年初,在歐洲大約有 152 個加氫站在運營,還有更多正在建設或計劃中。在建的加氫站(HRS)增長最快的是德國。在澳大利亞,沒有可用的加氫站。豐田和現代是主要競爭者,但梅賽德斯-奔馳和中國的格魯夫也在追求氫燃料電池汽車。
2005 年 5 月 25 日星期三,前總統喬治·W·布什與殼牌氫能有限責任公司運營和安全協調員 Rick Scott 一起在華盛頓特區殼牌站與媒體交談。當時,它是北美第一座汽油/加氫站。保羅莫爾斯拍攝的白宮照片。
遠程或範圍焦慮
FCEV:除了少數車型(特別是 Tesla Motors)外,氫燃料汽車的續航里程通常是大多數電池驅動 EV 的兩倍。即使個人所有者不購買氫氣,擁有卡車、公共汽車和送貨車車隊的公司也將能夠節省時間和金錢。
電動汽車:大多數購買電動汽車的人仍在努力應對續航里程焦慮。更實惠的型號一次充電可行駛大約 140 至 190 英里。雖然這對於城市駕駛和大多數工作通勤來說已經足夠了,但它可能會讓一些人感到緊張,尤其是那些在農村或郊區的人。在這些情況下,氫燃料電池汽車可能更令人放心。
環境影響
FCEV:顯然,氫燃料電池電動汽車 (HFCEV) 需要氫來產生讓您的汽車行駛所需的電力。儘管氫是宇宙中最豐富的元素,但我們的星球缺乏一種現成的氫。地球上的大部分氫以水、碳氫化合物(甲烷、丙烷、丁烷等)和其他有機物的形式儲存。氫作為能源成為下一個大事件的最大挑戰是如何在不污染地球的情況下有效地從各種來源中提取氫。
事實證明,美國的大部分氫燃料都是通過稱為蒸汽重整或氣化的過程提取的,這是生產氫氣的最便宜、最有效和最常用的方法——儘管它並不是最清潔的這樣做的方法。同時,還可以通過電解法提取氫氣,電解法利用電力分離水中的氫原子。同樣,這個過程所需的電力是由——你猜對了——燃燒化石燃料產生的。
電動汽車:根據美國能源情報署的數據,2018 年約 60% 的電力(即 41,710 億千瓦時或 4.17 萬億千瓦時)來自煤炭、天然氣、石油和其他氣體等化石燃料.另一方面,大約 19.4% 的電力來自核電站,而只有 17% 來自水電、風能和生物質能等可再生能源。因此,儘管電動汽車對環境的影響有利有弊,但從長遠來看,我們需要仔細研究哪種類型的車輛更好。
儘管電動汽車和氫燃料電池的尾氣排放均為零,但為 EV 和 FCEV 提供動力的“燃料”卻並非如此。隨著技術深入到可再生和可持續能源資源中,EV 和 FCEV 真正“綠色”的唯一途徑是找到一種更好、更清潔的方式來提取電力和氫氣,而無需燃燒太多化石燃料。
製作它&運輸它
電動汽車:美國的電動汽車使用化石燃料發電。車主直接用電給電動汽車充電,因為他們使用現有的電網,所以不需要運輸電力。
FCEV:例如,在美國,氫氣也是從化石燃料中產生的。這不是唯一的方法。可以通過多種方式製造可再生氫:太陽能或風能電解水、空氣中的水蒸氣、農作物廢料或垃圾填埋場或廢水處理廠產生的沼氣。
下一個挑戰是將氫氣運輸到服務站。它可以用柴油卡車運輸到服務站,車主在那裡加油,氫氣再次轉化為電能。但這毫無意義。
澳大利亞的 CSIRO 開發了一種金屬膜,可以從液氨中提取氫氣。這更容易攜帶,也更便宜,並且避免使用煤電。然後,每個服務站將攜帶一個液氨罐、隔膜和加氫泵。但這只是一種想法。
現代 Nexo Blue 的估計續航里程為 380 英里,返回的估計 MPGe 為 65 個城市、58 個高速公路和 61 個組合。加油僅需五分鐘。照片:現代汽車美國公司。
走出去買一個——如果可以的話
電動汽車:許多美國人無法購買電動汽車,但(目前)仍然比 FCEV 便宜。一輛奧迪 E-Tron 售價 75,000 美元;現代 Kona Electric 和特斯拉 Model 3 的價格都在 35,000 美元到 40,000 美元之間;和日產 Leaf 大約 32,000 美元。後一種車輛是市場試圖讓電動汽車更實惠、更容易獲得的例子。二手電動汽車市場仍然不活躍。
大多數澳大利亞人也買不起電動汽車。電動汽車的平均成本超過 60,000 澳元,但您可以以更低的價格購買。日產 Leaf 的起價為 49,000 澳元,現代 Ioniq Electric 的起價為 46,000 澳元(不含上路費)。
FCEV:如果您住在美國,則只有四輛 FCEV 可供出售或租賃。但是,每個都有 312 到 380 英里的射程。它們都是 2019 款車型,起價約為 59,000 美元:本田 Clarity、現代 Nexo、現代 Nexo Blue 和豐田 Mirai。現代是氫能的大投資者。如果現代汽車是對的,那麼到 2030 年,氫燃料電池汽車的成本將低於電動汽車。
運營成本
電動汽車:在澳大利亞,目前使用電力行駛 100 公里(62 英里)的成本約為 5.40 美元,而使用汽油行駛該距離的成本為 16.65 美元。換個角度來看,與每升燃料 1.23 美元相比,這僅為 30 美分。所以它比用汽油或柴油給汽車加油要便宜得多。
FCEV:顯而易見的問題是氫燃料汽車的車主加滿油要花多少錢? California Fuel Cell Partnership(其座右銘是 Farther, Quicker, Cleaner)稱氫氣成本為每公斤 13.99 美元(或每升氣體 1.23 美元)。
氫的粉絲說價格會下降。國家可再生能源實驗室 (NREL) 估計,到 2020-2025 年,價格可能會從每公斤 10.00 美元降至 8.00 美元。以每加侖汽油 3.50 美元的價格計算,一輛普通汽車每英里的成本為 0.13 美元,而使用每公斤燃料 8.00 美元的氫燃料汽車每英里的成本為 0.12 美元。這開始看起來更有希望了。
氫經濟
萬鋼是所謂的電動汽車之父,也是中國國家決策諮詢機構的副主席。他說,“我們應該考慮建立一個氫能社會”。
氫能汽車依賴於對所謂的氫能經濟的投資。美國能源部已投入 4000 萬美元用於
[email protected],一個氫研究項目。目前,美國生產超過 1000 萬噸氫氣,但這些氫氣用於煉油和生產化肥。
要了解行業的發展方向,請查看投資者所在的位置。長城汽車在 FCEV 的研發上投資超過 1.49 億美元。豐田已經在銷售氫燃料汽車,並開發了用於卡車、公共汽車甚至月球車的燃料電池。與此同時,今年在法蘭克福展示的 BMW i Hydrogen Next 概念車是其與豐田合作的成果。這是 X5 SUV 的氫燃料電池版本,將於 2022 年小批量生產。
BMW i Hydrogen NEXT。這家汽車製造商表示,氫燃料汽車是對電池電力驅動系統的重要補充。照片:寶馬集團。
那麼電動汽車死了嗎?
有這麼多錢投入氫能,這是否意味著電動汽車已死?它不是。大眾汽車錶示將投資 225 億美元用於電動汽車,奧迪計劃到 2025 年銷售 80 萬輛“新能源汽車”,其中超過 20 輛是電動汽車。
也許最好的方法是將車輛類型與使用類型相匹配。有人說,電動汽車是城市買家更換汽油車的最佳方式。但更昂貴的氫燃料燃料電池汽車將取代柴油卡車、公共汽車和大型 SUV,因為電動汽車的電池太多,充電時間太長。
請記住,氫燃料汽車仍然是電動汽車。它只是以不同的方式工作。無論發生什麼,電力推進的使用都不會消失。電動汽車已經死了。 .. 電動汽車萬歲!