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【中國智能制造網(wǎng) 技術(shù)前沿】說到制氫的方式，其實(shí)有許多種。目前，主要使用的方式有伴生氫、化石燃料制氫、電解水、生物制氫、光解水制氫等。
日前，在江蘇召開的第三屆氫能與燃料電池汽車大會(huì)上，長城汽車宣布入股德國加氫站運(yùn)營商H2 MOBILITY，并表示將與其共同推進(jìn)歐洲、中國乃至的氫能源基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。
消息一出，立刻吸引了業(yè)界的目光，同時(shí)也將氫能這一新能源再次推到我們面前。氫能到底如何？長城汽車此舉又有什么意義呢？
01
氫是理論上清潔的能源。
眾所周知，地球上化石燃料的存量有限，它在未來終將迎來枯竭。有報(bào)告指出，到2020年石油開采將達(dá)到一個(gè)，而后石油產(chǎn)值將逐年下降。這就意味著，人類必須為汽車尋找替代能源。
目前，核能、太陽能、風(fēng)能以及潮汐能是已被應(yīng)用的替代能源。其中，核能的潛在威脅至今難破，太陽能利用率不高，風(fēng)能、潮汐能不穩(wěn)定，很難將它們直接運(yùn)用在汽車上。所以，人類仍在持續(xù)尋找替代能源。
學(xué)過化學(xué)的都知道，氫氣與氧氣反應(yīng)后，在產(chǎn)生能源的同時(shí)，理論上的產(chǎn)物清潔無比，因?yàn)榫褪撬?。?shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)顯示，運(yùn)用于燃料電池上的氫發(fā)電效率能夠達(dá)到50%以上，能量轉(zhuǎn)換效率也比較高。因此，氫能源就進(jìn)入替代能源的清單。
02
制氫方式有多種，各有利弊。
說到制氫的方式，其實(shí)有許多種。目前，主要使用的方式有伴生氫、化石燃料制氫、電解水、生物制氫、光解水制氫等。
比如，在焦?fàn)t煤氣煉焦和氯堿工業(yè)中是可以副產(chǎn)氫，但由于此前的原因，我國這些工業(yè)并沒有將制氫單獨(dú)拿出來。
而煤制氫算是目前主要的制氫來源，成本也相對低，包括日本也采用在澳大利亞及文萊開展煤制氫。盡管我國煤炭資源較豐富，但煤化工本身的污染一直被詬病，其也會(huì)大量產(chǎn)生二氧化碳并費(fèi)水。目前有技術(shù)嘗試將二氧化碳埋入地底，但也需要較長的時(shí)間才能被消化掉。
而要注意的是，目前燃料電池中催化氫及氧在電極板間形成電流的、可商用的質(zhì)子交換膜，是用鉑作為催化劑(鉑，貴金屬，目前超過180元/克)。這就要求用于氫燃料電池的氫要有一定的純度，比如硫含量需要被嚴(yán)格規(guī)定，因?yàn)樗鼤?huì)導(dǎo)致鉑“中毒”，引起催化劑性能降低乃至失效。而我國的煤工業(yè)此前對氫沒有針對性規(guī)定，如何純化會(huì)是個(gè)問題。
至于電解水、生物制氫、光解水制氫，目前來看，效率都不高，且成本不低。
03
加氫很快，儲(chǔ)氫與運(yùn)輸氫并不輕松。
加氫過程與加油類似，據(jù)說僅需要3-5分鐘即可完成，其效率自然遠(yuǎn)優(yōu)于動(dòng)力電池的充電效率。但由于氫氣的易燃易爆特性，儲(chǔ)氫與運(yùn)輸氫也并不是一件輕松的事。
目前，將氫氣以液態(tài)的形式儲(chǔ)存并運(yùn)輸能降低安全風(fēng)險(xiǎn)，但即便如此，它也仍然屬于危險(xiǎn)化學(xué)品的范疇，運(yùn)輸技術(shù)也有待攻克。同時(shí)，運(yùn)輸液態(tài)氫的車上路也得有交通相關(guān)部門的審批，且成本不低。
所以，現(xiàn)在業(yè)內(nèi)有傾向于在加氫站制氫，或100公里內(nèi)有制氫點(diǎn)。而說到加氫站，由于目前氫被定義為危險(xiǎn)化學(xué)品，故按規(guī)定在大多數(shù)地方，加氫站得建在化工園區(qū)。如果后續(xù)不改變，或許加氫站在國內(nèi)普及還有難度，畢竟誰也不愿意為了給汽車加個(gè)氫就跑到化工園區(qū)吧。
另外，加氫站的建設(shè)成本也不低，有數(shù)據(jù)表明約在200-300萬美元/座，這也是導(dǎo)致加氫站普及較難的原因。根據(jù)規(guī)劃，到2020年，我國的加氫站將達(dá)到100座；不過，對于我國的國土面積來講，這只能算是杯水車薪。而日本計(jì)劃到2020年建成160座加氫站，對于國土面積略小于云南的它來說，當(dāng)然是夠了。
此次長城汽車入股5%的德國公司H2M，目前在德國有超過50座加氫站投入運(yùn)營，有40多座加氫站正在實(shí)施中。對比之下，其加氫站數(shù)量規(guī)模的確可觀，應(yīng)是吸引長城汽車加入的原因。而根據(jù)長城汽車的說法：未來其將與H2M密切合作，共同推進(jìn)歐洲、中國和的氫能基礎(chǔ)設(shè)施，共同加速歐洲和中國向氫能交通過渡。
04
加入氫能源陣營的車企已有不少。
盡管目前應(yīng)用氫能源仍有不少問題待攻克，還得防范將氫作為能源載體帶來的其他環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)，但從理論上講氫能源的清潔是美好的。
目前，已有不少車企開始關(guān)注和研究氫燃料電池汽車。寶馬、奔馳等豪華品牌在列，豐田、本田以及現(xiàn)代更是熱衷于此，已經(jīng)推出了量產(chǎn)車型。目前豐田Mirai以及本田Clarity都已經(jīng)達(dá)到了上路標(biāo)準(zhǔn)，性能與當(dāng)前主流燃油車型相差無幾。
國內(nèi)方面，長城汽車自8月31日收購上海燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)有限公司51%股權(quán)后，也具備了燃料電池驅(qū)動(dòng)技術(shù)。而上汽集團(tuán)旗下上汽大通FCV80氫燃料電池車已于去年上市銷售。
有人預(yù)測，到2025年，氫能源市場有望達(dá)到10萬億元規(guī)模，前景可謂大好；但此前業(yè)內(nèi)人士對動(dòng)力電池市場也有過相似的預(yù)測。那么，到底哪一種形式將主導(dǎo)未來新能源車呢？或許，我們只有邊走邊看了。
(原標(biāo)題：談動(dòng)力電池與氫能源技術(shù)：或許多一個(gè)選擇也好)
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