據(jù)了解,目前中國國內(nèi)的氫燃料電池汽車以使用氣態(tài)氫氣為主,尚未量產(chǎn)使用液態(tài)氫氣的氫燃料電池汽車。但這一局面將可能在未來被打破,據(jù)悉,一家上海的能源企業(yè)正計劃研發(fā)制造以液氫為燃料的氫燃料電池汽車和加氫站。
為什么目前的氫燃料電池汽車都不使用液氫?液氫為燃料的氫燃料電池汽車有何優(yōu)勢與困難?這一技術(shù)在未來是何前景?
技術(shù)難設備貴缺指引,國內(nèi)廠商難嘗試
據(jù)了解,目前國內(nèi)可見的氫燃料電池汽車基本上都以氣態(tài)氫為燃料,如長江汽車的燃料電池電池大巴、佛山飛馳汽車氫燃料電池客車等。廣東泰羅斯汽車動力系統(tǒng)有限公司總經(jīng)理張銳明表示,氣氫燃料電池汽車的技術(shù)已經(jīng)比較成熟,可以進入商用階段,但液氫燃料電池汽車技術(shù)還不夠成熟,且成本高昂,所以氫燃料電池汽車的生產(chǎn)企業(yè)大都不選用液氫為燃料。
張銳明表示,若要以液氫為燃料來驅(qū)動燃料電池汽車,那首先得把氣態(tài)氫液化為液態(tài),這得需要有—253℃的低溫和較高的氣壓環(huán)境,且制成后需要性能優(yōu)異的絕熱、抗壓容器來儲存,不然泄露蒸發(fā)量甚大,難以為汽車動力系統(tǒng)使用。
一方面技術(shù)要求很高,另一方面,這些材料和設備的成本頗為高昂,做出來的汽車售價恐怕非汽車市場客戶所能接受。所以張銳明坦言,液氫燃料多用于航天飛機級別的交通工具,用于一般的汽車還比較少見。
在加氫站方面,使用液氫為汽車加注燃料也非易事。上海氫楓能源技術(shù)有限公司總經(jīng)理助理田麗莉表示,目前的加氫站以加注壓縮氫氣為主,沒有使用液氫。原因除了技術(shù)難以實現(xiàn)和設備昂貴外,還有就是缺少相關的技術(shù)標準和政策規(guī)范。田麗莉認為,在國內(nèi)出臺詳細的液氫加氫站規(guī)范前,他們都不會涉足這一領域。
新技術(shù)新優(yōu)勢,有企業(yè)欲突破空白
但液氫這一空白的領域已被國內(nèi)企業(yè)所重視,并開展攻關。近日,一家名為上海杲晟實業(yè)有限公司的企業(yè)正在作相關產(chǎn)業(yè)規(guī)劃,該公司的相關負責人鄭先生告訴記者,他們將使用新的技術(shù)來合作生產(chǎn)以液氫為燃料的氫燃料電池卡車,并計劃建立液氫加氫站。
對于為什么選用液氫為燃料的氫燃料電池汽車,鄭先生表示有兩大原因:
一、在使用壓縮氫氣方面,我國存在明顯短板。如制造高壓氫氣瓶的碳纖維材料價格較高,我國企業(yè)對此缺少市場定價權(quán);在高壓壓縮機方面,我國企業(yè)目前也沒有達到日韓企業(yè)的技術(shù)水平,購買的話費用也不匪;我國企業(yè)一直以來是采用35兆帕的氫氣瓶,相關標準近兩年已被修改,但是廠家的制造工藝改進尚需要時間適應。
二、液氫運輸更方便建站更便宜。傳統(tǒng)的氫氣運輸方式是采用拖管運輸車來運輸氫氣,而一輛液氫運輸車所運輸?shù)臍錃饬,相當?到10輛這樣的拖管運輸車,遠距離運輸?shù)某杀緝?yōu)勢,能輕松體現(xiàn)出來。此外,建造液氫加氫站,比建造壓縮氫氣站,可以省下15%到20%的投資費用。
三、液氫相對更安全。壓縮氫氣若泄漏,壓縮氣體需要迅速尋找空間,來釋放壓力;液氫是常壓,即使液氫氣瓶泄漏,液氫流到地上,會迅速在一到三分鐘內(nèi)氣化,氣化需要吸收熱量,將空氣中的水蒸氣迅速冷凝,形成云,隔絕氫氣,不讓其與空氣中的氧氣,生成可爆炸氣體,因而比壓縮氫氣更安全。(編者注:但這些特點目前并未得到權(quán)威證實。有專家指出,液氫保存條件苛刻,技術(shù)不達標反而容易泄漏,且泄漏后急劇膨脹,更容易引起爆炸。氫氣的使用安全取決于多方面條件,目前難有“更安全”之說)
就大眾疑惑的液氫儲存和使用的技術(shù)問題,鄭先生表示,他們已經(jīng)有了成熟的保溫保冷技術(shù),能讓液氫的日蒸發(fā)量維持在千分之一到千分之二之間。他們研制的液氫儲罐,能放置在卡車內(nèi),并讓卡車續(xù)航能力行駛1700公里。
但對于如何實現(xiàn)以上目標數(shù)據(jù),具體的設備效能及產(chǎn)品外觀,鄭先生以商業(yè)機密為由,不作公布。
此外,該公司團隊還計劃未來在北京與上海、深圳和武漢,武漢和成都之間各建設一條液氫燃料電池卡車的運輸線路。這三條運輸線沿途將建設四到六座液氫和35兆帕、70兆帕的壓縮氫氣聯(lián)運加氫站。
有方向有新品,產(chǎn)業(yè)方向可關注
對此消息,有相關專家表示,液氫作為一種技術(shù)方向和商業(yè)模式值得行業(yè)內(nèi)企業(yè)去關注和了解,但國內(nèi)還沒有相應的實物出現(xiàn),那就不能認為這是真正的商業(yè)化產(chǎn)品。
事實上,早在2016年北京派瑞華氫能源科技有限公司副總經(jīng)理何文就曾公開表示,中國都是以氣態(tài)存儲氫氣,但在未來,液氫會是一個發(fā)展方向。因為歐美、日本很多地方用的都是液氫,氫氣的運輸是以液態(tài)來完成。
北京中科富海低溫科技有限公司技術(shù)總監(jiān)熊聯(lián)友也在第一屆中國(佛山)國際氫能與燃料電池技術(shù)及產(chǎn)品推介會系列活動上介紹,全球目前加氫站有將近400座,其中1/3為液態(tài)加氫站。相比氣氫加氫站,液氫加氫站具體有液體儲氫密度高,儲運成本低,儲存壓力低和更安全的特點。熊聯(lián)友認為,液氫運輸與儲存在未來的氫能產(chǎn)業(yè)鏈中將越來越重要,是FCEV(燃料電池電動汽車)規(guī);瘧玫谋厝皇侄。
美國尼古拉液氫卡車 Nikola One
據(jù)美國媒體2018年1月26日報道,美國尼古拉(Nikola)卡車公司發(fā)布了一段視頻,顯示了氫燃料半掛式電動卡車Nikola One的道路測試情況。報道稱,Nikola One具有強大的320kWh超大電池組和氫燃料電池增程器,充滿電、加滿燃料后可續(xù)航500-1000英里(804公里-1609公里)。
該公司創(chuàng)始人兼CEO特雷弗˙米爾頓表示,該車使用液氫加注,加滿一箱液氫可使卡車平均行程可達到800英里(約1287公里)。
韓國液氫燃料電池車 Hyundai Nexo
在2018年1月4日舉行的消費性電子展上,現(xiàn)代汽公布了其液氫燃料電池車Hyundai Nexo。據(jù)稱,該車的NEDC工況續(xù)航里程為500英里(約合805公里),加氫一次便可行駛800公里,更重要的是,只需要5分鐘便可把氫氣加滿。此外,該車一改此前ix35氫燃料電池車的雙儲氫罐設計,取而代之的是由三個相同尺寸儲氫罐組成的儲氫裝置。
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