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燃料电池氢动汽车迎来快速发展窗口期 各大厂商研发进展一览

[2020-10-15 10:50:50] 编辑:极品财经 点击量:56
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导读:氢气已经被吹捧为几十年来最理想的零碳排燃料,但到目前为止,它却一直未能广泛普及。然而,2020年1月,由92家主要公司组成的组织氢气理事会宣称2020年代将是“氢的十年”。帝国理工学院环境政策中心客座教授、咨询公司e4Tech的负责人大卫·哈 .....

氢气已经被吹捧为几十年来最理想的零碳排燃料,但到目前为止,它却一直未能广泛普及。然而,2020年1月,由92家主要公司组成的组织氢气理事会宣称2020年代将是“氢的十年”。帝国理工学院环境政策中心客座教授、咨询公司e4Tech的负责人大卫·哈特赞同这一观点。“我们看到了人们对氢,尤其是氢燃料电池的浓厚兴趣。”他说。

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燃料电池电动车利用氢气与外界空气发生反应

其中之一便是氢气。亨特7月曾在《未来能源场景》报告中说:“英国国家电网清楚地表明氢气是必不可少的,毋庸置疑。”报告还称,每年至少需要190TWh的电力来生产氢气以达到净零值,同时强调了其应对用电峰谷的储能能力。因为目前无法存储大量的非高峰电量,在过去的十年中,8.7TWh的风能被白白浪费,价值高达6.49亿英镑。

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今天很多风能都被白白浪费掉了

亨特相信英国在利用风力发电零碳排制氢方面具有巨大潜力。“英国拥有世界上最方便、最强风力条件。”他解释说:“英国方便利用海水建设近海制氢厂,再通过管道或船运将其运至内陆地区。结合废油气田和钻井,使用这些平台现场制氢是完全可行的。”

绿氢是耗电电解水产生的。电能一旦转化为氢气,就可以无限期地进行存储,充分利用枯竭的油田和盐洞,这就是亨特所说的英国具有“出色的地质条件”。英国已经有三十个盐洞被用来储存天然气和石油。曾经用于输送天然气的管道可以用来输送氢气,起到储能的双重作用。欧盟目前的管道网络不仅可以运输天然气,而且还可以存储1500TWh的天然气形式的能源。与电力不同,氢气所存储的能量不会随着输送而减少。欧洲天然气供应商的一个财团计划再建14,000英里的管道,以形成整个欧洲的氢气配送主干管道。

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海水电解可以制氢

建设加氢站而没有太多车来加氢,盈利难题一直倍受困扰,但是卡车、出租车和公共汽车的区域性商业车队提供了解决方案。“最初的想法是建设许多加氢站,汽车随处可以加氢。”亨特解释道:“现在的想法则是在特定区域建立车队形成节点。一旦有足够多的区域,就可以将其合并。”亨特认为欧盟2050年目标“非常具有侵略性”,需要协同努力来增加生产绿氢所需的电解槽的产量。

英国公司ITM Power在这个方面有所领先。ITM Motive董事总经理邓肯·耶伦解释说:“我们生产电解槽已有整整二十年的时间,2020年底将建成一座电解槽超级工厂。”ITM Motive是ITM Power新分公司,成立专门致力于加氢站的发展。目前已经有七家加氢站,主要在伦敦附近,还有六家正在建设之中,包括伦敦地区两家和北部地区的另外四家。“我们需要大约100家加氢站才能拥有合理的地理覆盖范围。”耶伦说:“我的雄伟目标是在未来五年内建成100家加氢站。由于燃料电池汽车种类繁多,100家加氢站足以覆盖英国全境。”

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英国ITM公司专门从事储能业务

ITM加氢站已经为出租车队和紧急服务部门提供服务,其中包括拥有11台丰田燃料电池氢动汽车迎来快速发展窗口期Mirai燃料电池氢动汽车迎来快速发展窗口期

燃料电池电动汽车是具有氢燃料电池系统而非大型电池组的电动汽车,其中氢气以700bar的压力储存于储罐中,电池堆产生高压电,小型缓冲电池提供瞬态电量以加速并存储回收制动能量。电池堆由更小的燃料电池组成,每个燃料电池都包含一个聚合物膜,夹在涂有催化剂的阳极与阴极之间。氢气流过阴极侧,空气流过阳极侧;氢原子中的质子通过聚合物膜被吸引,与空气中的氧气结合而产生水;留下的电子在阳极与阴极之间产生电流。因此,这种类型的燃料电池称为质子交换膜。

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FCEV氢气被压缩到700 bar或10,153psi的惊人压力

开发过程中的难点在于电池堆内部产生的水、稳定性以及极低的温度下起步。燃料电池也很昂贵,但其成本一直在下降,丰田公司希望到2025年与混合动力汽车相当。多年来,所有储氢罐都经过了严格测试,包括枪击,而且氢气仅在狭窄的空间内才会带来危险,因此燃料电池系统装有泄漏传感器。否则,氢气会无害地散发到空气中。给FCEV加氢与传统汽车加油的方法几乎相同,除了泵嘴牢固地锁定在加氢口稳定高压。FCEV司机在加氢方面几乎没有区别,而驾驶体验与纯电动车完全相同。

氢动汽车研发进展

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梅赛德斯·奔驰:尽管早在1998年奔驰便率先推出全球首款公路行驶FCEV,即基于A级的Necar4,但奔驰现在更专注于纯电动车,还拥有奔驰GLC F-Cell原型车和数十年的研发经验。

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通用:截止2016年,通用汽车已经在燃料电池技术上投资了19亿英镑,2002年生产了创新的Hywire概念车,并在2008年与本田公司合作生产了Equinox FCEV,但最近搁置了FCEV发展计划。

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福特:自从与戴姆勒和加拿大主要的燃料电池开发商Ballard展开合作以来,福特已经减小了发展FCEV的兴趣。但是,福特在中国的合作伙伴江铃还在生产氢燃料电池重型卡车。

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宝马:发展较晚,但现在与经验丰富的丰田合作,宝马看到了燃料电池在大型车中的潜力。目前正在开发X5尺寸的SUV 燃料电池氢动汽车迎来快速发展窗口期i Hydrogen Next燃料电池氢动汽车迎来快速发展窗口期

捷豹路虎:以前没有FCEV,但最近有兴趣,创建了Project Zeus项目,目标是生产揽胜FCEV,强调氢动技术成熟,现在更容易实现。

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丰田:丰田早在1992年就开始认真研究氢燃料电池技术,并于2015年将推出了Mirai。第二代Mirai将于2020年晚些时候推出。

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现代:现代也是从1990年代开始开发氢燃料电池技术。继ix35 FCEV之后,定制的Nexo现已在英国发售。

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本田:本田是最早发展氢燃料电池技术的公司之一,于1980年代后期开始进行基础研究,并自2008年起在美国推出Clarity FCEV。氢动汽车的更多消息,敬请关注后续报道。

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