首页「天富注册」平台登陆
当前日期时间
公司:天富注册新能源科技有限公司
电 话:400-822-5216
联系人:张骏捷
网址:www.xazmhbgc.com
邮 箱:7535077@qq.com
地 址:贵州省贵阳市天富新能源科技
首页*大摩注册*首页
作者:an888    发布于:2023-12-29 22:00    文字:【】【】【

  首页*大摩注册*首页1.氢本身是二次能源,不是一种可采集的一次能源。需要用其它一次能源来生产如天然气制氢,煤制氢等手段获取,或者用电解水制取。涉及到大规模的化工设备生产设备。且其制取过程中有能量损失,另外一次能源中的碳也有较多能量损失且有碳排放。

  那么和电能比本身来说就没有多大优势了,而电的来源很广泛,太阳能,风能,水利,燃煤,核能各种发电手段都可以获取。

  2.氢的存储非常困难,因为氢只有一个质子,非常容易泄露,甚至能渗入到金属中导致氢脆问题。需要采用昂贵的设备。

  3.安全性低,氢是我们常见可燃气体中燃烧速度最快的,燃烧界限也非常宽,而点火能量非常低。

  4.氢的体积能量密度低,需要加压到非常高的压力才能存储足够的燃料。若是用液化的方法存储,虽然不需要那么高压力了,但设备更复杂昂贵,且不能防止泄露,因为我们没有100%绝热的材料,车辆长时间停放则必须不断释放氢气以维持低温,不适合车载应用。

  比如丰田的氢燃料汽车方案,就用了两个500bar左右压力的罐子只带了几公斤的燃料,车上面布置困难。

  5.氢作为一种燃料,需要运输到各个加油站。从上述所述的存储困难,安全性低,存储密度小等方面可知,运输成本会非常高。

  6.燃料电池复杂昂贵。目前实用的燃料电池都必须采用贵金属铂,成本非常高,且目前没有看到能够取代贵金属的方案。造成氢电池车价格高企,很难大面积推广普及。

  7.燃料电池的效率在70%左右,加上氢生产过程中的能量损失,以及加压减压环节的能量损失,整体的能源利用效率并不高。

  综上:氢能源利用率不高,来源有限,存储运输困难,安全性低,系统复杂昂贵成本过高,实用性不能保证,难于推广使用。

  补充:国家并没有不鼓励发展氢能源汽车,只是产业现实是离市场化较远,尚未形成可观的市场及产业集群。从某种意义上说也是并行发展的。

  我国没选择氢燃料电池吗?其实选择了。二十年前的“十五”863计划就已经纳入燃料电池汽车产品技术。

  去年,氢燃料电池更是有种井喷式爆发的感觉——各地纷纷出台相关政策和发展规划。

  其中,北京市规划到2023年前推广3000辆燃料电池汽车,上海市规划到2023年前推广10000辆燃料电池汽车。

  首先,是氢燃料电池技术突破比锂电更艰难。之前的回答中也有提到过,锂电池汽车的发展有成熟的电力系统做依托,技术难点主要集中在锂电池本身,而氢燃料电池汽车的发展起步较晚,不仅自身需要技术突破,还需要依靠整个氢能产业制运储加的全面发展,哪一个环节都不能少。这就导致氢燃料电池发展更缓,而市场也就理所当然地率先选择了技术成熟度更高的锂电池。

  其次,之所以会产生“新能源汽车,我国选择了电能”的映像,是因为我们接触和关注的更多是轿车,而至少在现阶段,锂电比燃料电池更适合乘用车领域是不争的事实。

  中科院院士欧阳明高先生也多次提到,氢燃料电池的应用场景应该是长途、重载,并且不仅局限于汽车,轮船、飞机、火车等都可以使用燃料电池。也就是说,氢燃料电池虽然没成为新能源乘用车的最佳选择,但是很可能成为新能源交通的最优选择。

  2018年李克强总理访问日本,参观了丰田汽车的氢燃料电池车(FCEV),对国内氢能释放了重大利好。

  去年9月,国家5部门联合发布《关于开展燃料电池车示范应用的通知》,明确表示将在四年示范期间采取“以奖代补”方式,对入围示范城市群按照目标完成情况给予奖励,以期跟进韩国、欧盟、美国的氢能燃料发展规划,加快新能源汽车及燃料电池产业化进程。

  另据氢能联盟发布的《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》,我国2019年燃料电池车产能约为0.2万辆/年,计划2020-2025年达到5万辆/年,2026-2035年达到130万辆/年,2036-2050年达到500万辆/年。

  除了日本的先导示范,德国政府也是氢能的主要支持者,提倡使用从氢中提取的液体燃料。经济与能源部长Peter Altmaier对氢替代石油,以及从太阳能产地非洲和澳大利亚进口大量氢能痴迷不已;媒体也在推波助澜。

  5月中旬,大众汽车CEO Herbert Diess在推特上说:“氢汽车被证明不是好的解决方案。电气化在交通中确立了自己的地位,其他东西都是在浪费时间,不是科学!”

  特斯拉CEO埃隆·马斯克表示赞同:“Diess是对的。氢是一种非常愚蠢的汽车储能方式,几乎不值得考虑。”

  其实,不仅是大众汽车所在的德国,其他国家也在争论氢动力汽车这个“绿色”命题。Herbert Diess和马斯克代表了很大一部分人的观点。

  德国波茨坦气候影响研究所(PIK)在一项新的研究中指出:“虽然氢用途广泛,但不可能大规模取代化石燃料,做到这一点只能通过直接电气化。氢燃料在未来至少十年内都形不成规模,缺少竞争力。”

  “未来几年,直接用电更具经济和生态意义,尤其是在乘用车领域,直接通电是最好的办法,”这项研究的主要作者Falko Ueckerdt补充说。

  他的研究表明,电池供电电动车损失8%的能量就可以将电能储存在电池中。当把电转换为驱动电机的能量时,会再损失18%,其效率水平在70%到80%之间。氢动力电动汽车的能量损失大得多,通过电解生产氢气已经损失了45%的能量,在剩下的55%原始能量中,氢在车内转化为电能还要损失55%能量。这意味着氢动力电动汽车的效率仅为30%多。

  澳大利亚新南威尔士大学的研究人员Tom Baxter认为,氢汽车不会超过电动汽车,因为它受到了科学定律的阻碍。他指出,氢燃料电池车只能依靠加压氢运行,的确没有废气产生,有可能像加拿大氢燃料电池协会最近的一份报告赞扬的那样:氢汽车碳足迹数量比电动汽车好:每公里二氧化碳2.7g,而不是20.9g。

  尽管如此,他还是认为,氢燃料电池是一个有缺陷的概念。氢气效率低的原因在于,为了给汽车提供动力,能量必须从电线到气体再到电线,即能量矢量跃迁。

  以风力涡轮机等可再生能源产生的100瓦电力为例。为了给燃料电池汽车提供动力,能量必须转化为氢气,可能通过水(电解过程)来实现,能源效率大约75%。所产生的氢气必须经过压缩、冷却后送到制氢站,这一过程效率约为90%。一旦进入车内,氢需要转化为电能,效率是60%。最后,用在车上的电能效率大约95%。加在一起,只有38%的原始电力被使用。

  对于电动汽车,能量通过电线%,锂离子电池充电和放电损失是10%,另外还有5%能量损耗用来驱动车辆行驶,所以功率降到了80瓦。换句话说,氢燃料电池能量少了一倍。

  Tom Baxter同意,氢将在工业和家庭供暖中取代天然气,在实现零碳排放方面发挥重要作用,但很难看到氢与电动汽车竞争。

  彭博新能源财经(BloombergNEF)的一份报告得出的结论是:“汽车、公共汽车和轻型卡车市场的大部分市场似乎都将采用电池技术,这是一种比燃料电池更便宜的解决方案。”

  大众汽车正是这方面的践行者,就乘用车而言,其一切都是电池。宝马也说:“氢能从动力到车辆驱动的能源链的整体效率只有电动汽车的一半。”

  北京理工大学马宏宾教授认为,国家之所以在提新能源车,而不只针对电动车是给未来留下了一些空间。现在的电动车,尤其是锂电池车,可能不是最终技术形态。因为锂电池还有安全性、环保等很多问题。所以它不是终极方案,可能是一定时期内的过渡方案。

  他说:“国家出台政策希望能够管的时间长一点,新能源车并不意味着一定是电动车,特别是锂电池车。氢能源等都包括在内,市场上现在有各种锂电池技术,竞争加上监管、验证,看谁能跑出来,这个过程中技术也在不断迭代,以实现平滑的过渡。”

  他认为,中国是长远规划,厉害就在于中国利用这么大的市场把技术弄成熟了。一开始国家给很大补贴,引导车企做,搞了几年之后,退出也很快。一旦企业杀进来了,技术越来越成熟,这时国家祭出监管,和做阿里蚂蚁是一样的。前期让它野蛮生长,达到一定垄断程度再开始监管。“我觉得这个思路是对的,一开始就监管,没人做,成不了气候。政府很有政治智慧,现在新能源车也是这样,之前和国外差距太大,尤其是发动机,没有办法弯道超车。搞新的东西,差距不大,才能避免将来被国外技术淘汰,”他补充说。

  国家新能源汽车技术创新中心总经理原诚寅博士认为,制氢过程最终效率在40%左右,还会产生大量的热,如果热电联供,效率能到将近90%,而且没有任何污染。但是,氢能的问题于用的是“黑氢”还是“绿氢”。如果用煤电去电解水制氢就不环保,用可再生能源就迥然不同。另外,副产品制氢方法成本已经够低了,但提纯、压缩运输成本很高。

  他说:“在基础设施方面,一个加氢站就在千万元量级,如果像加油站的建法成本很高;另外还有加氢站建在哪里的问题,需要有一个标准,有足够数据支撑,有安全保障大家才会接受。”

  关于发动机直接烧氢的问题,他认为这不是关键。他承认,氢发动机成本更低,但现在算不过来的账是储氢、运氢的成本。现在氢的成本比油贵,氢要做到10块钱一公斤,能顶8升油60块钱,那早就不是问题了。

  他以公交运营车辆为例解释说,电动公交车里程一致,发车周期稳定,充电间隔也稳定,两百公里省下的油电差价很大,五年运营周期内就能收回成本,所以大家就能用了。但现在加注氢的成本高于油,前端成本太高,就没法弄了。

  他也指出,氢能是十四五的重点发展方向,现在有点儿像十一二年前的锂电池,五年后再跑出一个宁德时代也说不准。市场化运作就好,无需过多干预。

  搞了一辈子发动机研究的长安汽车首席专家、下一代发动机技术平台总监沈惠贤博士认为,氢能是个非常好的东西,应该是解决碳排放的终极方案。在动力方面让发动机直接烧氢,也可以用燃料电池,这是两个路线。烧氢更容易,第一,烧氢与做氢燃料不是一码事,没有转换过程的损耗,纯度要求也不一样;第二,氢燃料发动机做起来比较容易,长安在十几年前就做过。

  他说:“烧氢很便宜,跟燃油发动机几乎一样,而氢燃料动力系统要比现在的动力系统贵很多倍。老百姓怎么能承受得了?”他也同意氢能前端很重要的说法,表示:“烧氢的发动机是把渠修好了,氢从哪儿来,这才是水。如果国家大力推广氢燃料,不管是燃料电池用氢,还是烧的氢,制氢、供氢体系都得建。体系真正建起来了,肯定老百姓都去买氢发动机了,而且对车企来说也很简单。”

  他还表示,2008年前后,国家也曾大力推广氢燃料,现在一些大型商用车也在用。氢的安全性做了好多年研究,已不是什么问题。氢燃料发动机不会让车价增加多少,批量大了会更便宜,有利于推广普及。

  一汽集团新能源研究院院长王德平在介绍传统车企发展战略时表示,面对汽车产业的百年变局,以及电气化、智能化、自动化和共享化的新趋势,国有传统车企开始打破各自为战的格局,“强强合作”已浮出水面。一汽集团联合东风、长安成立了科技平台公司——中汽创智科技有限公司,共同投资打造未来发展的通用技术模块,其中就包括氢燃料动力技术。

  谈到新能源的三条路线,王院长说:“一汽现在的重点是电动,其次是混合动力,第三就是氢能。氢能是2加2策略,第一个2是燃料电池,重点是商用车,其次是乘用车;第二个2是氢燃烧技术,用氢气驱动车辆,不用发生储能化学反应,直接燃烧。”

  不过,他也表示,一汽的氢能规划整体上安排比较晚。原因是,在推进氢能方面,储氢、运氢设施的成本还很高,液氢转换耗费能量也很大,需要等待技术的进展。

  尽管现阶段一些车企在力挺电动汽车,但人总是会变的,今天你喜欢凤梨,明天你可以喜欢别的。随着技术的时过境迁,总能找到最适合的解决方案!

  我们孵化过两家企业都是做氢燃料电池的,没其他啥原因,门槛低,补贴给的真多人家直说的,也能给绿牌,你要能拉个风力发电机在车上那也给绿牌补贴,但这两家都在3年内倒闭了,赔了政府不少钱,现在那个依维柯改的加氢车还在管委会挺着,一直说占车位要拖走处理了,主要中国的电价太低了,其他能源根本没有竞争力

  不是不能用,而是没办法短期商用,实验室里做出来非常简单,要能用工业化的产线大批量制造出来,并且有合理的价格能让消费者用钱投票才叫真牛逼。

  锂电池存在于世界50多年了,并且在移动设备上大规模商用都有至少30年的历史,结果呢?只是搬到汽车上仍存在大大小小的问题且解决了10几年了,这是为什么呢?因为锂电池的工作工况变了,汽车和3c的工况区别就在于一个需要应对超宽的温度区间:从零下-40至60度,超级恶劣的使用环境:高频振动,泥沙,高温高湿,环境腐蚀,外部可能不匹配的高压电流(400V以上)以及用户日渐苛刻的长寿命(8年起步),高能量密度要求。这上面哪一项是3C电池能够满足的?

  说回氢能源汽车,在世界范围内有没有真正商品化的把氢能使用起来?氢能的储存,运输怎么解决?发生车祸以后如何设计确保不发生大规模氢能爆炸?加氢站的建设标准是怎样的?汽车加氢设备的行标标准如何制定保证量产的质量可靠性?换句话评价现在的氢能源汽车:从制氢,运输,储存,汽车使用每一个课题单拎出来研究,难度绝不亚于如何发展电动车。这还没有讨论商用化最重要的一项指标:成本。

  为什么这么难却有这么多声音反反复复提到氢能源汽车呢?因为在各大新闻媒体上能看到实验室已经有了,在很多人的观念里如果把一个新产品商用比作走完100步的话,实验室出现了就以为已经走完了90步,事实上是实验室做出来了,仅意味着走了关键的一步,但是剩下的99步每一步都不容易。

  目前来看其实讨论氢能源汽车最大的价值还是制造噱头,拉动某些似有似无关联企业的股价。

  更新:果不其然就有人开始挑战,说什么日本已经成功推广氢能源了,然后国内也有不小城市的公交车开始使用氢能燃料电池,我不否认,对于现阶段氢能的使用在技术上没有特别大的难题,但是要强调的是工业化,安全,以及成本是商品,法规是没办法跳过的,这次沈阳大爆炸的案例说明在气体能源的规模化使用和储存仍有很长的路要走,而氢气的气体分子比天然气小的多(意味着储存难度要更大,爆炸释放的能量也更大),毫不夸张的说如果有一天地下车库里停满氢能汽车,有一台车发生事故爆炸足够引燃整车车库,同时也足够毁掉这个小区。说这么多不是谈虎色变,但这就是我们现阶段在对待氢能源需要面对的问题。未来的路还有很远!

  从中国为什么选择了电能而不是氢能源,还有一个原因就是中国产业升级的需要。

  大家都知道21年除了新能源汽车板块还有另外一个板块热度也非常高,就是—光伏储能。

  中国为什么要发展光伏储能呢?这是保证中国制造业优势的战略性选择,可能会决定中国未来50年——100年的产业地位。中国过去30年的发展依托的制造业主要是依托资源,能源高度消耗发展起来的,这种优势的建立还是建立在中国较低的生产成本,比如:人力成本,原材料成本,土地成本,但是这种成本优势不是可以持续依靠的,这些年人力成本优势在逐渐减小,而原材料成本优势随着全球化以及中国开放的步子越来越打开,然后中国的未来一定要选择一条新路:那就是高精尖的高端制造业(啥叫高尖端制造业呢?就是不依托原材料优势,通过精加工以及精密制造来赋予产品高的附加值),而其护城河就是产业链优势以及能源优势,产业优势已经有了,中国总有联合国最全的工业门类,能源优势怎么建立呢?大家都用煤,石油,中国也用烧煤,烧石油能有优势吗?肯定不能,唯一的选择就是从依托化石能源的能源结构转移到清洁能源(水电,风电,光伏等),唯有这样制造业优势才能一直把握中国手里(前段时间有很多声音预测印度是否会崛起取代中国的制造业),看到中国ZF走的这一步棋,你们还觉得印度有优势吗?这是降维打击,也是执政能力的碾压。不是简单的一个人力成本能说清楚的。

  或许电动汽车只是国家能源战略的一小步,而通过电池的技术革命将整个社会的制造成本降低才是核心一步。碳中和和碳达峰战略与其说是为了保护环境,其实是能源之战

  (对咱们普通人的直观影响就是:未来的电一定越来越便宜,火电占比越来越小,原来人们眼中的垃圾电都能被利用起来)

相关推荐: