|
作者：记者 唐琳综合报道 来源： 发布时间：2017-1-3 14:55:57
| ||||
对于燃料电池而言，2016实在是表现不俗的一年。
9月，全球第一架采用氢燃料电池的客机——“HY4”于德国成功试飞，巡航速率达到165公里/小时，航程可达1500公里；随即，法国工业巨头阿尔斯通公司就为世界揭开了可搭载300名乘客、最高时速可达140公里的氢燃料电池列车的神秘面纱。
2016年10月8日，在一片欢呼声中，美国能源部庆祝了“氢与燃料电池日”的到来，彰显出该机构在削减氢燃料电池成本方面所作出的巨大努力。
“这真的是一个激动人心的时刻。”美国能源部燃料电池技术办公室主任Sunita Satyapal表示，“通过独立的分析，我们使其成本自2007年以来下降了50%。”
得益于硬件成本的下降，美国数家汽车制造商纷纷加入到生产和销售氢燃料电池车的队伍中来。其中，丰田汽车公司的氢燃料电池动力车——Mirai，产量已从2015年的700辆激增为2016年的2000辆；而2017年，其产量目标更是直指3000。
目前，加利福尼亚州大约拥有超过20个加氢站，美国能源部与国家公园管理局也着手在华盛顿特区设置示范用加氢站，不少机构与公司也纷纷在车队中增加氢能动力车。
燃料电池车，一切似乎都很美好。
不遗余力
燃料电池可以将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能，而氢燃料电池则利用电解水的逆反应来将氢气、氧气等燃料转化为水，并通过这种化学反应将化学能转换为电能。
在这一过程中，除了消耗氧气和空气之外，没有其它的能源消耗，不需加油也不用充电，水是唯一的副产品。因而，氢燃料电池车也被认为是真正实现“零排放”的环保交通工具。
此外，氢燃料电池车与人们的使用习惯非常匹配：充满一个氢燃料罐只需要几分钟，而为一辆电动汽车充满电却需要几个小时。
目前，从全球来看，美国依然是燃料电池车最大和增长最快的市场之一。而这一成绩的取得，离不开美国能源部不遗余力的推动。
2010年，美国能源部制定《氢能源计划》，推动氢与电一起成为主要能源载体；2015年，美国国会为美国能源部氢和燃料电池项目拨款约1.17亿美元，另外还有3000万美元用于固体氧化物燃料电池的相关研发活动。
之后，为进一步推动氢及燃料电池技术的进步，美国能源部斥资3500万美元，用于氢气生产、运输及储存领域的研发，燃料电池性能及耐久性研究，示范用加氢站的零部件生产，先进的储氢材料研究，以及氢与燃料电池的性能和成本分析等。
在美国能源部的大力支持下，多个美国国家实验室和企业在燃料电池及氢技术研发领域取得重大进展，在极大地降低硬件成本的同时提高了产品性能，使得美国在燃料电池和氢技术市场继续保持强劲增长，在清洁能源创新方面继续保持领先优势。
但也有一些需要注意的地方：当前燃料电池车所使用的氢气最为常见和廉价的获得途径，都需要用到甲烷——天然气的主要成分。这一过程势必会产生温室气体。
对此，Satyapal表示，目前研究人员正致力于研究如何通过可再生途径生产廉价的氢。“我们的目标是使氢的成本降到相当于汽油每加仑4美元的水平。”而现在加氢站的氢零售价格约在13~16美元。
道阻且长
但同时，人们也应清楚地认识到，与电动汽车相比，氢燃料电池车仍然被远远甩在后面，并且氢能经济也未能全面地开花结果。
自2008年以来，美国民众累计购买了超过50万辆插电式混合动力电动汽车，然而却只购买了不到500辆燃料电池车。
究其原因，研究者与分析家们指出，燃料电池本身在效率与成本方面均已有了迅猛的发展与进步，但是为其提供支持的基础设施却仍是一个薄弱环节。
这里指的基础设施正是加氢站。建设这些为燃料电池车补充氢气的设施是非常“烧钱”的，而鉴于现在燃料电池车数量实在太少，根本很难收回成本；同时，加氢站需要大型的高压储存罐来储存氢气，而很多硬件设施都需要重新开发，这就进一步提升了价格。
“这是一个非常受限的供应链。”Satyapal承认，“即便是单个的一个喷嘴，也会非常昂贵。”
相反，电动汽车则可以通过墙壁插座来充电，尽管充电速度并不快。但两者基础设施之间的鸿沟意味着，在相当一段时间内都很难说服人们去购买燃料电池车。
“真的，可以预见燃料电池车的前景非常严峻。”Lux Research公司的研究助理Chris Robinson说，“而我们很难向消费者解释这些。”
但是，这里却有一个潜在的特例——日本。
“日本是燃料电池车能够‘唱主角’的地区，因为它并没有其他真正可行的选择。”Robinson说。
有限的自然资源和走高的能源价格，促使日本这样的岛国成为了发展氢能经济的绝佳案例。“通过很少数量的加氢站，你就能为全岛提供服务”，Robinson说。
但对于燃料电池车未来的发展，Satyapal依旧十分乐观。
眼下，为了推动燃料电池车的基础设施建设，汽车制造商们正在同大型能源公司、初创企业等合作伙伴在氢燃料供给方面展开合作。例如，在德国，戴姆勒集团与法国液化空气集团、荷兰皇家壳牌集团、法国道达尔集团、德国林德集团等企业合作，计划到2017年在德国建立100座加氢站，到2023年增加到400座。
虽然现在氢燃料电池私家车的销售情况的确不乐观，但是其却在白天循环于城市街道、而后停至某一中心站的车队车辆上颇有前途。目前包括丰田在内的数家汽车制造商都宣称，他们已经开始着手研究燃料电池动力的公共汽车项目。
“这不再只是一个实验室的好奇心。”Satyapal说，“我们必须保持这样的势头。”■
《科学新闻》 (科学新闻2016年12月刊 能源)
|
||||
| 发E-mail给： | ||||
|
| 打印 | 评论 |
| ||||
