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日本氢燃料电池车现状介绍

放大字体  缩小字体 发布日期:2014-07-25  作者:鑫椤资讯
摘要:氢燃料电池车对于大型车企来说都不是陌生的领域,从丰田到日产,从宝马到奔驰以及福特等,都曾经推出过氢燃料电池车,但对多数车企来说,量产氢气车的最大障碍不是生产技术,而是卡在了还没有大型石化企业打算造汽车的加氢站网络。
        继成功在全球推行混合动力车之后,丰田打算直接跳过普通的充电式电动车,而直接实现以氢气为燃料的电动汽车,这样能有效解决电动车充电不便的问题,不过反对的声音偏多,所以本期就来聊聊氢燃料电池

实际上,氢燃料电池车早已不是什么新鲜事物,之前也有很多厂商推出过此类的产品,但多数都因为推进力度较慢而慢慢冷藏起来,像宝马7系氢动版、曾经行驶在北京中关村的奔驰氢燃料电池公交车等,也早已不见了踪影。


       丰田高调宣布重启氢动计划,在我看来应该是找到了解决之道,但细想起来这和再造一个“中石化”有着相同的难度。


       为了更好的了解氢气车的发展现状,我特意来到了丰田总部所在的日本丰田市,在这里我找到了一座加氢站,这是目前日本17个加氢站的其中一个。

       氢气车的原理

       氢气在我们生活中出现的不够多,但大家一定也不会陌生,小时候的气球就需要加注氢气来飞的更远。而这个物质是目前地球上发现的密度最小的气体,与空气相比,密度只有空气的1/14。在交通工具领域,飞艇是先于汽车用上氢气的,不过因为安全性不佳,现在都用氮气替代了。

而“氢气车”严格来说应该是叫“氢燃料电池车”,即在一辆以电力驱动的汽车为基础,通过氢气产生电能,从而驱动汽车行驶,而氢气则保存在汽车的储气罐中,消耗的氢气排放出干净的水,所以它也被看作为一种新能源的技术。

        不过和飞艇的遭遇一样,氢气车也存在一定危险性,氢气罐若碰到极端的撞击,威力会非常恐怖,当然这个是可以通过技术手段解决的问题,像丰田等车企应该比较有把握。

        反对者的声音

        反对声音主要集中在氢气的获得上,反对者以氢气产生不够环保主要理由。而实际上将氢气压缩到储气罐中,也需要较高的电力消耗,换句话说,氢气只是解决了电池汽车的续航问题,而环保作用在整个环境中并没有得到改善。


       和电力相比,氢的成本并没有想象的那么便宜,大自然中氢不是以单体形式存在,而是以化合物的方式存在。所以获得氢气需要化工生产而非自然获取。目前获得氢 气最普遍的方式是电解水或甲烷,甲烷作为化石燃料从环保角度不做考虑,虽然自然界普遍存在的水,作为原材料确实便宜。

       但是电解水需要耗能,也就是电。而且电解水产生氢气消耗的电能等同于氢气与氧气化合成水产生的电能,所以说氢燃料电池车行驶所需要的能量,其实还是 来自于发电厂。氢只是能量的携带者而非真正意义上的能源。它必须从化石燃料或其他资源中以耗能的方式提取,同时在一系列的转化过程中,也有能量流失(因为 从其他能源到氢又回到能量的转换并非百分百)。


       虽然氢气相比化石燃料没有污染,但是它的污染源和电动车一样,其实还是在发电厂,也就是说,发电厂产生的污染小(风能、太阳能)它就环保,如果发电厂污染大(煤电、油电),它和电动车产生的污染是等量的。

       此外,氢气的缺点还要算上为运输进行超低温压缩(压缩机的物理能耗,也是电)以及氢气的运输所产生的能耗(卡车,普遍用柴油)。这些损耗如果和电动车直接利用电网传输的电能充电相比效率低下很多。

       氢气车的优势相对于电动车其实只是回填燃料速度快,但这需要一个加工精密度极高的,能承受高压的氢气填充枪,当然这个产业在试推行氢燃料电池车地方 已经不是问题了。另外燃料电池的制造成本并不低,但是相对于电池组,燃料电池组的原材料和生产环节产生的污染会小一些,但燃料电池车上也会有一个电容或什 么的用来储存制动能量回收的能源,所以也没离开电池,只是用的量小一些。

日本国内的氢动计划

       氢燃料电池车对于大型车企来说都不是陌生的领域,从丰田到日产,从宝马到奔驰以及福特等,都曾经推出过氢燃料电池车,但对多数车企来说,量产氢气车的最大障碍不是生产技术,而是卡在了还没有大型石化企业打算造汽车的加氢站网络。

单靠车企,即便是丰田这样实力雄厚的企业,也很难大规模布局加氢站,所以加氢站在日本被加入了很多政策成分,即日本政府主导建设氢气制造和销售的网络,而丰田只是其中之一个推动者。

日本氢能及燃料电池示范项目(Japan Hydrogen & Fuel Cell Demonstration Project,以下简称JHFC),2002年就开始实施,主要是由日本工贸部(METI)资助。而加氢站由日本氢能及燃料电池示范项目(JHFC)、 日本新能源产业技术综合开发机构(NEDO)、日本氢气供应和利用技术研究协会(HySUT)共同促进、实施。

起初氢能源车项目发展很快,到2007年就建成了12座加氢站,但到2014年的这7年中,加氢站只增加了5座,这也能从一个侧面反映出整体推进的减速。


       这其中的原因是多方面的,包括其他国家对氢能源兴趣的减弱等,不过日本还是在2014年重启了氢能源的建设,并将此作为未来日本地区新能源车的核心。

日本国内最新优惠政策

       丰田将于年内开始在日本销售氢燃料电池车,价格预计在700万日元左右。而日本政府宣布为这种氢燃料电池车提供至少200万日元的补贴,这也就意味着消费者只需500万日元,即可开回家一辆氢气车。


        500万日元相当于30万元人民币,在日本能够买一辆丰田的皇冠轿车,虽说看起来还不够便宜,但氢气车的购买成本和后期维护成本较低,购车时的税费也将极 低,算上可以达到700公里的续航里程,这对很多人来说都是一件颇有诱惑的事情,毕竟以日本的平均收入,这个价格也容易被普通消费者接受。

日本加氢站探寻

        既然从日本从政策层面已经开始推行氢燃料电池车,那么相应的加氢站建设也会加快脚步。氢燃料电池车本文就不多讨论了,毕竟也不是太过新鲜的车型,以后有机会我们再叙,而今天主要是讲加氢站。在日本丰田市的未来环保村内,就建有一座加氢站。


      加氢站需要的占地面积比普通加油站稍大,主要是因为加油站没有炼油设备,而加氢站内需要有制氢的设备。

加氢站的原料来自于化工厂所排放出的原料,为的是减少对环境的污染,而氢原料需要用罐装车拉倒加氢站,通过管道,向加氢站内的制氢机提供所需原料,然后压缩机会将氢气凝集到专用的储存容器中保存。


       氢燃料电池车 来加氢站“加氢”时,加氢机会像加油机一样按照加氢量的多少进行计费。而如果需要快速加氢,比如丰田宣称的加氢3分钟行驶700公里的 情况,则需要70Mpa(兆帕)的加氢设备进行,相对于普通加氢机35Mpa的压力,70Mpa的机器还需要额外通过冷却设备来对氢气进行压缩。

       在加氢机的上面出现了两个LOGO,一个是东邦燃气,一个是Iwatani,这两个厂商都是日本老牌的化学和能源供应商,像Iwatani所生产的煤气灶等产品,国内市场也见的到。

       这个加氢站的主要部件和建设都来自东邦燃气(TOHO GAS),而不是由日本石油、帝国石油等石化巨头们主导,目前日本的17个加氢站分别由JHFC、HySUT、Iwatani等建设。

氢动车能取代电动车么


       很显然日本是打算这么做了,以解决纯电动汽车充电的问题。而摆在日本各个企业面前的就是氢气的制造的便捷性和环保性的问题,而且加氢站建设成本过高也需要降低。

如果这些问题都能得到很好的解决的话,我们还是看好看日本国内的这项新能源计划。在国内的话,由于缺乏相关的政策支持,而且加氢站的从零开始的建设,也颇有挑战性,加上对传统石油巨头的影响,氢燃料电池车进入国内或许还挺远。


        所以就国内而言,氢动车取代电动车还比较困难,而日本人正在为全球车企走出一条新路,下一步丰田的FCV氢燃料电池车将投放到美国和欧洲市场,相信这些日本之外地区的氢能源之路,对国内有着高度的借鉴作用。
 
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