日本氢能源汽车的发展现状
即使是丰田也不能确定氢燃料电池未来是否会普及。大部分汽车公司都是搞战略科研和试制,保证关键技术领域不落后。
氢燃料电池的缺点
首先,氢气的储存和运输比较困难:由于氢气分子是最少的分子结构,很难保证即使是密闭的容器也不容易轻微泄漏,只能将泄漏控制到几乎为零,不危及应用。然而,所涉及的成本是巨大的。
压力容器成本不低。我觉得科研原料认为氢压罐至少要35MPa,丰田用的是70MPa的三层结构。除了压力容器,与氢气罐相连的闸阀和管道的规定也远高于其他燃料。使用年限不清楚,但维修费用可能会高很多。
二、铂金属催化剂成本增加:镍钴锰(NCM)或镍钴铝(NCA)是三元锂电池常用金属催化剂的主要原料。其实钴的用量很少(约10%),但是现在钴的价格暴涨。关键原因是锂电池的产量极大,所以即使单个充电电池的钴用量很少,也吃不下更多的充电电池。
所以大家都在科学的研究无钴充电电池的取向。在氢燃料电池方面,我看到有些毕业论文也在研究金属催化剂替代铂。毕竟铂金太贵了,比钴贵很多,或者说现阶段用的不多。如果大量生产氢燃料电池,目前还不清楚铂的价格会更高。
第三,电和能源的成本也高:比如汽车汽油的热值为47.3MJ/Kg,天然气(甲烷气)的热值为78MJ/Kg,氢气的热值为1.41.8 MJ/Kg。现在汽油价格按7元计算,1kg 9.7元(按92号汽油相对密度计算,0.725Kg/L),天然气价格按商品气计算。1 kg为6.25元(按天然气0.72Kg/m3计算),氢气价格为1 kg 40元。按等比热值计算,汽车汽油每兆焦耳成本为0.2元,天然气每兆焦耳成本为0.08元,氢气每兆焦耳成本为0.28元。?
氢能的优势基本只在燃料电池行业。在其他行业,天然气(CH4)完全可以爆发氢能。生产制造1立方米氢气必须6.7-7.3千瓦时,按照规范每千瓦时的碳排放量约为0.785千克,也就是说1立方米氢气的碳排放量约为5.3千克,而1立方米氢气的碳排放量仅为90克。天然气是一次能源,导致整个过程中有机化合物发生化学变化,无碳排放。点燃时,每千克碳排放量为2.04千克,即每90克天然气的碳排放量为0.18千克。
90g氢气的热值为12.8MJ,90g天然气的热值为7MJ。?所以相同热值下氢气的碳排放量是天然气的16倍?此外,汽化氢气的温度低于天然气,存取时间低于天然气,这意味着氢气的储存和运输成本高于天然气。