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杏彩体育平台app日本不是方向错了而是太坏!押宝氢能吃相太难看:各国
2024-12-05 03:37:33来源:杏彩体育官网app 作者:杏彩体育官网登录入口浏览:19
3月21日上午,我国第一列氢能源城际列车试跑成功,达到了160公里的满载速度。这列由中车长客股份公司自主研制氢能源市域列车采用四辆编组,最高运行时速为160公里。列车实测采用四辆编组,内置氢能动力系统,为车辆运行提供强劲持久的动力源。
相信各位应该是发现问题了,日本一直在造氢能源汽车,而我国却始终没有在氢能汽车上发力,但却转身就在氢能源城际列车上下起了功夫,2022年就有新闻报道我国第一列氢能源列车下线日试跑成功,中国为何要造氢能源列车却不造氢能源汽车?
氢能无疑是最环保的能源之一,氢的热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的,燃烧后的产物只有水,完全没有污染!而且氢能也不会有能源危机,水通过电解即可获得氢,地球的海洋中拥有的氢人类取之不尽!
因此广和使用氢能源无疑是一项极其环保的事业,而且再也无需为能源危机担心,日本在几十年前就看到了这点,早在上世纪末开始布局氢能源汽车。当然氢能源汽车并不是大家想象的用氢给内燃机提供气体燃料,尽管这也不是不行,但氢能源有更高效的氢燃料电池的模式。
这是一种将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置。其基本原理是电解水的逆反应,把氢和氧分别供给阳极和阴极,氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后,放出电子通过外部的负载到达阴极,其效率根据类型的不同而不同,一般转换效率可在40~60%左右,如果发电过程中的废热被捕获使用,其热电联产的能量效率可高达85%以上。
相比于内燃机不超过40%,燃料电池简直惊为天人!日本新日铁(NSC)、千代田化工、丰田和本田以及福岛氢能与松下等多家企业早就涉足氢燃料电池行业,从小型氢燃料电池到ENE FARM(小型分布式热电联用能源站(CHP))都下了很深的功夫。
在开发氢燃料电池的同时,日本也非常注重氢燃料电池在汽车上的应用,与中美发展电动车方向不一样,日本在氢能源上几乎是举全国之力发展。2013年,安倍政府推出的《日本再复兴战略》,把发展氢能源提升为国策,同年在第4次《能源基本计划》中,日本政府将氢能源定位为与电力和热能并列的核心二次能源,并提出建设「氢能社会」的愿景。
2014年,在日本经济贸易产业省成立的氢能/燃料电池战略协会对外公布的《氢能/燃料电池战略发展路线图》中,详细描述了氢能源研发推广的三大阶段以及每个阶段的战略目标:
据日经新闻在2022年7月22日的报道,日本在氢能利用的综合实力排在首位。掌握了氢能用于汽车、住宅、工厂等诸多核心技术,从2011年~2020年的专利数量统计,日本排在第一位,丰田在30年前就开始研发以氢能行驶的燃料电池车(FCV),2014年在世界上首次上市销售,到2020年把续航距离延长了30%。
根据2014年日本经济贸易产业省确立的路线图,看起来这个中长期规划非常有魄力,但按照这个速度,丰田的氢燃料电池汽车已经被特斯拉、比亚迪以及中国的造车新势力彻底掀翻了,因为到现在为止,日本的氢能汽车不仅没大卖,甚至连大规模生产的未曾经历,而中美的电动车都已经走到自动驾驶了,中国出口汽车也完成对日本的历史性超越!
日本的方向走错了吗?为何各国都不选氢能汽车?答案应该不复杂,因为中美都不想给日本打工!想要理解这个问题,不妨先来简单了解下当年中美电动车的发展历史,中美涉入电车最早的有两家企业,一家是比亚迪,一家是特斯拉,其中比亚迪比特斯拉还要早一些。
早期的电动车电池技术不过关,所以一般都选择混动,也就是电机和内燃机一起出力,市区堵车时用电池电机,零排放,高速发动机效率高就发电补电,发动机工作在最佳区间,综合油耗要比单独的内燃机低得多,所以混动车到现在都还有人追捧!
丰田在混动技术上有一个吊炸天的行星齿轮混动专利,这个结构最简单效率最高,不是丰田有多大能耐,只是丰田涉入最早,把这个最简单效率最高的结构在1990年代给抢注了专利,比亚迪要搞混动就得向丰田购买专利,如果每辆车都要丰田授权专利,那估计比亚迪就给丰田打工了。
专利是有年限的,一般都是二十年,等丰田这个专利过期了不是可以免费用了?各位想多了,丰田把一个专利搞成专利壁垒,也就是多个相关专利分开不同年份注册,你想等过期没用的,还有另一个专利等着你呢!
所以无奈的比亚迪只能用并联这种结构复杂并且还容易故障的混动技术推了出来,当年的比亚迪秦混动的那个变速箱“Duang”故障就是结构问题导致的。当然美国人选择直接走电动技术,用7000多节18650电池堆砌了个电池组,搞了个特斯拉电动车,也是绕开了日本的专利。
在氢能汽车上也是存在了类似的问题,日本在氢燃料电池技术储备全球第一,氢能利用技术上也是全球第一,中美想要搞氢能汽车,日本是一个绕不过去的坎!不过比当年混动技术更恶劣的是,日本只摘取了氢能汽车相关技术最成熟、最容易突破、利润最高的氢能利用技术。
制造、存储以及运输等高风险产业却没有及时跟进,氢能确实非常环保,但氢能的制取却有三种,分别是灰氢、蓝氢和绿氢,灰氢是通过石化燃料提取的氢,会排放二氧化碳,蓝氢则是天然气通过蒸汽甲烷重整或自热蒸汽重整制成,排放比较少,而绿氢则是再生能源(例如太阳能、风能、核能等)制造的氢气。灰氢成本最低而绿氢成本最高,目前大部分氢的来源都是灰氢,也就是说并不环保。
氢的存储也是一个很麻烦的事情,必须要液化才能高密度存储,不过氢的液化温度是-253°C,相比液化温度是-162°C的LNG(液化天然气)困难很多。另外液化氢的储氢罐需要有非常好的低温绝热性能。还有将氢液化的过程需要消耗大量的能量。液化氢的能量损失可以达到13%,即每公斤液氢(存储33.3kWh)需要消耗4.26kWh的能量。
最后就是运输,氢的密度很低,压缩储氢效率很低,比如40吨载重的拖车采用I型或II型储氢罐运输(200Bar压力(200个大气压)),一次只能运载180-540Kg的氢气,超过98%的重量是容器的重量,这个储存效率只能表示呵呵,而液氢运输要求就高多了,需要大型可运输真空绝热储罐,比例液比压缩的提高10倍而已,90%的重量还是罐子。
最后是生产、运输以及储存过程中发生事故率很高,氢的爆炸浓度范围4.0%~75.6%,常见气体燃料中浓度范围最大者之一,并且液氢存储会一直蒸发,这是一个无解的难题,如果氢能涉入汽车领域,那么对于这种极端危险的能源管理必须要比汽油等燃料提升一个数量级,但当加氢站遍布如加油站一样时,事故率绝对不会低。
日本在价值最高的氢能利用上摘得了“皇冠上的明珠”,却把加工、运输以及存储这个鸡肋丢给了全世界,希望日本高大上的环保能源计划能获得全世界的追捧,不过有了混动车的前车之鉴,在氢能源上各国都更精了,日本这个这个鼓擂得震天响,却没人下场支持氢能源,全世界搞氢能汽车最积极就是日本了,中国等各国在汽车领域也在储备技术,但却不曾大规模应用。
无奈的日本终于还是在这块他们不愿意耕种的贫瘠土地上下功夫了,在2013年安倍政府推出的《日本再复兴战略》。
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