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氢燃料电池汽车相比传统锂电池电动车,有哪些优劣势? 第1页

  

user avatar   jing-wang-77-48 网友的相关建议: 
      

我觉得,氢燃料汽车(FCV)将会是汽车动力,甚至小型动力单元(发电机)的最终形态


为什么不是电池汽车?因为电池即便有一天解决了价格、寿命等问题

但是充电时间长、对电网冲击太大是永远解决不了的

一辆只能跑400公里的特斯拉,即便用最快的充电方式也要75分钟才能充满,这种极快的充电方式不仅对电池极其有害会缩短寿命,需要的电流更高达192A(前40分钟用192A充满80%,后35分钟需要低电流涵养电池)

这种极为夸张的充电电流是不可能大规模普及的,因为一台特斯拉极速充电模式的192A相当于家用40台壁挂式空调!如果电动汽车大规模普及,不仅现有发电规模翻几十倍都跟随不上,更让现有的电网规模瞬间崩溃,我们屋外所有的输电线都要更换,这可能吗?想想我们能在夏天同一时间开空调都为之奋斗了几十年,比空调大几十倍的电动车会怎样?

或许,你说这是可能,但是!想想逢年过节的高速路排长队加油的汽车,每次耗时5分钟都满满的长队,如果大家都用电动汽车会是什么样的景象?

当然,有人会说,我们有电容呀,搞上电容峰谷分时用电就行了,但是纯电汽车所依靠的能源还是存在转化效率低、能耗损失大的问题。

从发电厂、到输电线、变电器、到最后用户,其实纯电汽车效率真不高。

@Kevin Chow

,在你的文章里,表述特斯拉每公里是0.075元的使用成本,而FCV是0.6元

最为一个混合动力开发者,我觉得这样计算成本是非常简单粗暴的

因为!特斯拉的电池是有使用寿命的,作为每公里使用成本如果不加上电池的重置成本是根本反映不出电动汽车目前极其高昂的使用成本!而,Mirair的核心燃料电池却几乎没有充值成本!

就像现在的电动自行车,我家老爷子总是看不起,说这电动车看着省油但不省钱,虽然不烧油,换一次电瓶比我摩托车一年的汽油钱还多是一个道理。

丰田的FCV,使用的是“电解质薄膜”燃料电池技术,简单就是说是利用氢气跟氧气化学反应过程中的电荷转移来形成电流,除了催化剂使用铂金外,没有任何的消耗物,铂金本身也不消耗,理论上这个“电解质薄膜”燃料电池寿命长的难以想象。

当没有电池的重置成本,其实每公里0.6元的成本并不是很高,而且还有更好的技术能降低氢气成本(稍后再讲)

而且,丰田的Miari最大的突破是成功降低了铂金的使用量,据丰田介绍,新一代的燃料电池大概降低了90%以上的铂金需求!这真是一个巨大突破!

而且,据说丰田承诺,在未来的Miari2代时还能降低铂金的使用量,从而大幅拉低燃料电池的成本。基本上,FCV除了那2个700个大气压的储氢罐需要定期安检和长使用周期需要更换外,没有其他的重置成本,而且丰田也展望未来储氢罐的成本还能继续下降一样,这一代的Miari已经比2008年的成本下浮了50%以上。


第二,氢燃料以现有技术获取的便利性可能比所有人都要想象的更加方便,那就是----风力发电机!

众所周知,风力发电是清洁能源,但是因为风的不确定性,这种清洁能源无法大规模并入到传统电网,但是如果风力发电机用作制氢,不仅突破了自身电力不可预知和持续性的缺陷,更为氢动力汽车能源有了革命性突破---只要有风力发电机的地方就可以利用一切时间制氢,从根本上避免了环保产品背后的污染,甚至不需要运输,从而降低存储运输的成本。

所以,氢动力汽车才是最用前途,汽车动力的最终形态,他不仅仅代表的是环保、超高的可靠性、无低温之虑,更代表着总使用成本更低的趋势。


尤其氢动力汽车除轴承外无其他机械磨损,寿命、可靠性超乎想象

所以我非常看好氢动力汽车,其实FCV设计这么好的燃料电池系统,会成为未来所有小型动力系统最终形态

历时会不会是一场“氢”革命都很难说

=============

  工业制氢的主要方法有以下四种:

1) 天然气(含石油、重油、炼厂气和焦炉气等)蒸汽转化制氢;

2) 煤(含焦炭和石油焦等)转化制氢;

3) 甲醇或氨裂解制氢;

4) 水电解制氢。

几种氢气生产方法的氢气成本和适合的规模如下:

序号 工艺路线 氢气成本 通常的适合规模

1 天然气蒸汽转化 0.8~1.5 元/Nm3 200~20x104

2 石脑油蒸汽转化 0.7~1.6 元/Nm3 500~20x104

3 甲醇裂解 1.8~2.5 元/Nm3 50~500 NM3

4 液氨裂解 2.0~2.5 元/Nm3 10-200

5 水电解 3 .0~4.0 元/Nm3 10-200

6 煤炭气化 0.6~1.2 元/Nm3 1000~20x104


而氢燃料汽车的燃料成本与普通汽车一致,比

电池

汽车更便宜(电池更换成本无比昂贵),总使用成本更低,因为没有内燃机,没有

变速箱

,除车轮轴承和

空调

外无任何机械摩擦,寿命极高,维护极为简单。

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日本石油最近公布的液化氢价格是1000日元/kg 约合53rmb/kg。

  MIRAI的氢气罐容量122.4L × 713.79大气压 = 87,367.896L 约合87.4立方米

  1kg氢气=11.2立方米氢气

  所以加满氢气罐87.4 / 11.2 = 7.8kg

  加满氢气罐的价格7.8 x 1080 = 8424日元 约合 450元rmb

  再按续航力650km计算,每公里的费用为450 / 650 =0.6923元rmb。差不多每公里7毛钱。实际上Mirai只能加5公斤氢气,约合290元,即每公里5毛钱。

这是零售价格,含税,含存储运输费用


至于氢燃料汽车2个70Mpa的气罐是否安全,可以说是非常安全

1、能承受内部70Mpa超高压力,外部想挤破它至少要140Mpa超高压力才行,这种压力不仅在现实公路上无法找到,即便是重型卡车夹饼干的撞击也无法做到,要想挤破这种罐体只有那种万吨水压机才能做到。


2、在生活中唯一能弄破这种罐体的方法是--刺穿!5mm口径的子弹射击氢气罐,根本无法击穿,子弹不仅被弹开,甚至没有在氢气罐留下凹痕

所以说氢燃料汽车是非常安全的。

3,氢气比想像的安全,因为氢气的逃逸速度实在是太高了,最恶劣的泄露情况氢气瞬间就逃逸光了,相比液化天然气LNG和高压天然气CNG,因为比较重泄露后存续在周围更容易爆炸燃烧

因本人学识所限,如有错误请尽管指正

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更新

【中国工程院干勇:2050年氢能将形成10万亿元的产业规模】

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