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丰田卡车用的氢气从哪来?

日期:2016-12-08    来源:能源圈

国际新能源网

2016
12/08
09:19
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关键词: 氢气 氢能

汽车可以使用的新能源不仅只有电。丰田将运用氢能源技术生产零排放的重型卡车。氢是宇宙中最充足的元素,并且占据了元素周期表第一位。但是作为一种车用燃料还是很稀有的。没有汽车制造商比丰田更努力的去改变这一个情况,希望推动氢作为未来汽车实现零排放的一种燃料,在日本和美国市场出售。

现在,丰田正计划将中型的燃料电池技术应用于重型商用卡车。在近日的一份声明中,丰田表示,它准备在加利福尼亚测试半挂卡车中的大型氢动力系统的可行性。

汽车制造商表示:“丰田长期以来一直坚称,氢燃料电池技术是一个可以用于各种车辆类型实现零排放的解决方案”。“丰田将继续为全球客户提供零排放动力解决方案。重型燃料电池汽车的存在,为未来货运创造了一个潜在的零排放实现方向。”

该声明并没有提供详细的测试计划,包括它涉及多少汽车,丰田花了多少钱,什么时候开始以及氢燃料的来源是哪儿,公司发言人Jana Hartline表示这些细节将在2017年公布。

当氢作为一种资源丰富并且无碳排放的燃料使用时,通常用于工业用途,取代会导致温室效应的天然气。它可以由风能或太阳能发电使水分子分裂,但目前这种方法还不能产生大量的氢。氢还可以从垃圾填埋场和废料处理设施中飘荡的甲烷蒸气中提取,这个项目已经在加利福尼亚和日本展开。

燃料电池发电是氢和氧之间的化学反应,产生的副产品只有水。它们是另一种形式的电动汽车,而不是将能量储存在反复充电的电池中。

▶错误理解:电解水制氢

不管是喷子还是键盘侠还是小白网民,听说氢燃料电池车的消息,逻辑大概是这样的:

不可能→氢气哪来?→初中学过电解水制氢→原来是电解水制氢→电从哪来?→火力发电→不环保→丰田故弄玄虚,一定有阴谋

然而,丰田制氢,使用的技术根本就不是电解水制氢。

▶正解:工业制氢

就在前几天,丰田正式对外界公开其加氢站的内部构造!虽然公开中没有详细透露具体使用的原材料,但稍作分析,就能发现,丰田制氢的方法其实就是目前主流的工业制氢方法,只不过额外加入了“排放物再加工、利用”的环保处理技术。

特斯拉的Elon Musk最为直言不讳地批评氢作为汽车电源,戏称它为“傻瓜电池。”(英语发音相同)虽然他的评估对于这个技术挑战可能是准确的,但是燃料电池对于他的锂离子电池也是一个潜在的、长期的竞争挑战。

Nikola One完全采用了电动传动系统,配备了高密度的锂电池供电,而通过氢燃料电池充电。当然,目前氢燃料供应站的普及在美国地区还比较稀缺,因此Nikola也将像特斯拉一样从2018年开始构建364个氢燃料供应站。

据推测,丰田的加州测试卡车将是一个日野汽车(丰田旗下的商业卡车公司)的原型车。

尽管美国在遏制碳排放方面的投入可能会在新任总统唐纳德·特朗普的领导下有所放缓,但是加州、日本、欧洲甚至中国的环保政策都需要更清洁的汽车和能源。丰田的测试计划表明该公司并不打算放弃为环保问题提供高科技的解决方案。

结合当前世界范围成熟的工业制氢方法,可以判断丰田加氢站无外乎采用了比较主流的天然气原料制氢或者煤原料制氢。

考虑到日本的能源构成,可基本推断出丰田采用的是天然气原料制氢办法。与煤制氢相比,天然气制氢产量高、加工成本较低,排放的温室气体少。

但这在喜欢刨根问底的人眼里就是一种“打马虎眼”的行为,毕竟在生产氢气的过程中,依然存在能耗、环保的疑问,只要无法确定使用氢气要比使用石油更加高效、环保,氢燃料电池车依然无法取代传统燃油车。

丰田肯定深知当前制氢方法在效率、环保方面,并没有把握完全胜过传统的化石能源,因此也一直在积极探寻更高效、环保的制氢方法。

同时,日本政府计划通过澳大利亚褐煤来制造氢气,因为褐煤价格低廉,而且生产过程中可以实现无二氧化碳排放,然后将生产出来的氢气运输到日本。只不过,从目前的技术角度来说,氢气运输途中的损耗比较多,这是个亟待解决的难题。

除了日本,法国、中国、美国也都在积极进行制氢方法的实验,只不过这些国家并没有像日本一样将“氢能”定义为国家战略方针。从各国分别进行的“制氢实验”项目来看,这也是侧面印证了当前制氢方法依然有待改善的现状。

氢燃料电池车目前最大“瓶颈”就是缺乏加氢的基础设施,与充电站的建设一样,存在先有鸡还是先有蛋的困境,且不像汽车充电初期的环境,可以利用家庭设备推动普及,慢慢扩展到公共充电桩和大型快速充电站,而只能一步跳到大型加氢站建设上。

早期基础设施推广阻力大,反过来造成燃料电池汽车销量难以扩大,这个是最大的硬伤。

丰田的作为让所有人看到了丰田探索前沿技术的决心与执行力,更为新能源汽车开辟了一个全新的发展方向。然而,在燃油汽车依然是主流的大环境下,让氢燃料电池车走入人们生活,可想而知,道险而路远。以至于有人会揣测,氢燃料电池车不过是日本政府政策强力导向下的产物,更是丰田“玩弄”出的一个噱头!

在北京时间12月4日犹他州盐湖城的发布会上,Nikola创始人兼首席执行官Trevor Milton表示Nikola One是目前“世界上最先进的半挂卡车”。美国Nikola Motor公司发布了一款超大体积的8轮卡车,而这款新卡车最大的亮点就是使用氢燃料电池供电,续航里程将达到1900公里,这款氢燃料卡车名叫Nikola One,专为长途陆路运输设计。根据公司介绍,这款Nikola One的单箱氢燃料可以提供1300到1900公里的续航里程,拥有1000马力和2000英镑·尺的扭矩。如果真的能够达到Nikola公司宣称的水平,这么这款氢燃料卡车的动力将成为现有普通同体积柴油卡车的一倍。

Nikola One完全采用了电动传动系统,配备了高密度的锂电池供电,而通过氢燃料电池充电。

在环保能源方面,氢动力有着天然优势:排气管排出的仅仅是一杯纯净水。想一想真的还蛮期待这些不排尾气的车上路呢!

百科:

氢燃料电池是使用氢这种化学元素,制造成储存能量的电池。其基本原理是电解水的逆反应,把氢和氧分别供给阴极和阳极,氢通过阴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阳极。

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