電和氫能源的不足,可能要靠它來彌補

什麼是新能源汽車?

現階段,大多數人都會把新能源汽車和電動汽車劃等號,畢竟現在市面上銷售的絕大多數新能源汽車都是鋰電池為主的電動車。

根據乘聯會的資料顯示,2021年5月,國內新能源乘用車批發銷量達到

19.6萬輛

,環比4月增長6。7%,同比增長174。2%;1-5月新能源乘用車批發

85.7萬輛

,同比增長253。3%。國內新能源汽車呈現強勢增長的良好態勢。

電和氫能源的不足,可能要靠它來彌補

除此之外,新能源汽車的另一個方向——

氫能源汽車

,也在慢慢迎來發展。近日,豐田全新Mirai從法國巴黎南部奧利省HYSETCO出發,三個儲氫罐攜氫燃料共計5。6千克,由四人輪流駕駛,歷時22小時,行駛里程1,003公里,百公里耗氫0。55千克,創氫燃料電池車續航世界紀錄。

電和氫能源的不足,可能要靠它來彌補

現代汽車旗下第二款氫燃料車型

Nexo

也於近期在加利福尼亞上市,續航達到609km,5分鐘就能完成補能。

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其實,新能源汽車還有另外一個方向——甲醇汽車。

一、氫能源的劣勢,可以用甲醇來彌補

很多人把氫能源看成終極能源,是因為它原材料幾乎取之不盡用之不竭,而且發電過程接近零汙染。

氫燃料電池是一種將氫氣和氧氣的化學能直接轉換成電能的發電裝置。氧氣就不用多說了,大氣中本身就有大量的氧氣,植物的光合作用也會釋放氧氣。

目前,大部分氫來源於化石燃料,化工廠在用化石燃料生產的同時會副產出氫。同時氫氣可以透過水來獲得,目前的制氫技術包括電解水制氫、分解水制氫等等,而水在大自然中的存量也非常巨大。

電和氫能源的不足,可能要靠它來彌補

氫燃料電池的基本原理是把氫和氧分別供給陽極和陰極,氫透過陽極向外擴散和電解質發生反應後,產生電能和水的過程。整個化學反應過程的產物僅為水,不產生CO、NOx、SOx等大氣汙染物。

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但是,氫燃料的儲存卻是個大問題。

氫氣的體積能量密度極小,為了增加體積能量密度,只好把壓力增加。目前的氫燃料電池車裡的儲氫罐,都是350和700公斤大氣壓。儲氫罐如果用不鏽鋼設計必須做得非常厚。一方面是重量的增加,另一方面過高的壓力也意味著安全隱患。

氫氣是元素週期表中最小的分子,因此最容易洩露。氫氣的爆炸範圍非常寬,空氣中的含量小於4%是安全的,大於74%只著火不爆炸,但是在4%到74%這個寬泛的範圍內,遇火星就爆。

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單純的甲醇發動機動力性差,腐蝕和機油乳化對發動機本身也不友好,但是把甲醇、氫、電結合起來,就可以把弱點都規避掉,把強項充分發揮。

從技術上說,甲醇汽車很可能和氫能源汽車發生聯姻,產生一種結合體。這種結合體本質來說是氫能源汽車,也就是燃料電池汽車。而它所攜帶的燃料,並不是氫,而是甲醇。甲醇分解出氫,再用氫發電,再由電驅動汽車。

甲醇作為儲備氫的介質發揮作用

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甲醇是很好的儲氫的載體。甲醇和水反應可以制氫,1升甲醇可以放出143克的氣,也就是1升甲醇可以儲2升液氫,比直接存液氫的效率還高,並且比起用儲氫罐安全又經濟得多。

甲醇還有個非常好的特點,在常溫常壓下是液體,不需要特殊的容器,礦泉水瓶就可以裝,儲存和運輸都比較方便。

二、用煤制甲醇,發揮煤炭資源優勢

我國能源資源結構具有缺油、少氣、相對富煤的特點,2018年原油對外依存度達70%,天然氣對外依存度達43%。

在我國的煤炭資源中,高硫劣質煤佔到煤炭資源的40%以上,這些煤炭並不適宜用來發電或製造燃料,但用於生產甲醇卻是很好的選擇。根據中國石油和化學工業聯合會資料顯示:2020年,國內甲醇有效產能合計9215萬噸,

煤制甲醇產能約7000萬噸,佔比超過75%

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如果甲醇汽車進入大規模發展,那麼就可以用富足的煤炭資源,替代不足的石油資源,可以減少石油和天然氣對進口的依賴的同時,進一步保障國家能源安全。

目前我國的甲醇產能處於過剩狀態,2020年,我國甲醇產量在6800萬噸左右,產量全球佔比在57%左右,但是國內甲醇有效產能合計9215萬噸,

產量佔產能的74%左右

電和氫能源的不足,可能要靠它來彌補

在環保方面,甲醇燃料也擁有獨特的優勢——不僅燃燒排放物清潔,而且更有利於減少碳排放。未來技術成熟,還可以用太陽能催化二氧化碳和水來制甲醇,就變成完全綠色並且取之不竭的能源。

三、吉利、愛馳等研究多年,甲醇車技術儲備已經完成

早在2009年,我國公佈實施了《車用燃料甲醇》國家標準;2012年,工信部發布《關於開展甲醇汽車試點工作的通知》,在山西、陝西、甘肅、貴州、上海等地展開試點工作。截至2018年,國內試點投入甲醇車輛1024輛,總行駛里程達1。84億公里,採集了5億多條的技術資料。在技術資料支撐下的評估報告充分證明,甲醇作為燃料可以安全地應用在機動車輛上。

電和氫能源的不足,可能要靠它來彌補

吉利汽車、陝重汽、宇通汽車等都在研發和生產甲醇汽車,產品也經過了許多年的實踐檢驗。

吉利汽車從2005年開始研發甲醇汽車,5年之後,克服甲醇汽車低溫啟動、腐蝕、磨損、排放、靈活控制等技術難點,實現了第一代M100(不摻汽油的甲醇燃料)甲醇汽車產業化。2017年,吉利開始投資建設年產能為30萬輛的貴陽吉利甲醇汽車基地。現在,吉利還在中國西部一些城市測試甲醇計程車,並在其商用車部門開發甲醇動力卡車。

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愛馳汽車甲醇重整制氫燃料電池專案也於去年在山西高平市落地。該甲醇重整制氫燃料電池專案佔地100畝,總投資20億元,計劃建設年產8萬臺套甲醇制氫燃料電池動力系統。專案建成後有望成為全國乃至全球最大的車用甲醇氫燃料電池動力系統製造基地。

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燃油的替代品,可能越來越近了……