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    燃料電池汽車:氫能帶來清潔生活

    2021-04-27 ryder

    2012年漢諾威工業博覽會展示了氫能、生物能、潮汐能、風能和太陽能等各種新能源技術和產品,其中氫能的使用引人矚目。在應對氣候變化和能源經濟轉換的大背景下,把氫氣、燃料電池和電池技術緊密 2012年漢諾威工業博覽會展示了氫能、生物能、潮汐能、風能和太陽能等各種新能源技術和產品,其中氫能的使用引人矚目。在應對氣候變化和能源經濟轉換的大背景下,把氫氣、燃料電池和電池技術緊密結合起來,并用這樣的技術研發生活中無數詳盡使用的產品,這就是2012年漢諾威工業博覽會新能源展示中氫能的核心主題。毋庸置疑,氫能的使用正向我們的生活走來。而將來,這一趨勢將更加分明。
    為什么聚焦氫能
    石化燃料資源不可再生,在可以預計的將來終將枯竭,因此自然界中普遍存在的氫成為了人們期望的新的二次能源。氫的發熱值是汽油發熱值的3倍,也是目前所有化石燃料、化工燃料(核能除外)和生物燃料中最高的。氫取代化石燃料可以最大限度地減弱溫室效應。把化學能筆直轉化為電能的氫燃料電池不僅不排放任何污染物,在使用過程中還具有高效率、低能耗和高性能的優勢,可將50%以上的燃料能源筆直轉化為電能。
    從石化能源逐漸向可再生能源轉換已經成為人們的共識。在這個過程中,氫能無疑具備了作為一個適宜的替代能源的條件,例如可大量加工并長期保存等等。氫能曾經被寄予厚望并受到熱捧,但卻因為大規模的使用遲遲沒有到來而又遭到質疑。而實際上世界各國關于氫能使用的研究從未止步,氫燃料電池價格居高不下的瓶頸正在得到處理,關于氫的制備和存儲等相關配套設施也在不斷完善之中。氫能的使用已經不再那么遙不可及。

    氫能使用走向生活
    本屆漢諾威工業博覽會氫能展廳集中了來自20多個國家的120多家參展商,展示內容包括氫產品、制氫設備和組件、氫燃料電池以及電池的各類使用、氫燃料探測系統及其運輸和存儲設施等,幾乎涵蓋了與氫能有關的各個范疇。氫的安全存儲和運輸、氫燃料電池的技術進步以及價格的下降和市場使用的拓展成為參觀者關注的重點。
    展會上,德國交通運輸部資助成立的國家氫能與燃料電池包織(NOW)組織展出了它們的成果。自2007年德國出臺“氫和燃料電池技術”(NIP)國家創新計劃,明確支持氫能與燃料電池技術的發展以來,德國的氫能研究及其產業化過程都得到了加速。展會上看得到的例子包括德國于利希研究中心研發的燃料電池包件、德國航空航天中心的燃料電池飛機、德國卡爾斯魯爾技術研究院的燃料電池公交車等等。
    旨在推進能在日常交通及運輸中所使用的氫和燃料電池技術的清潔能源伙伴關系(CEP)也在展會上推出的4款供試駕的氫燃料電池轎車,分別是通用/歐寶的HydroGen4、本田的FCX Clarity、豐田的FCHV-adv和大眾的Tiguan HyMotion。其中豐田的FCHV-adv給觀眾留下深刻印象,其續駛里程高達790公里。以“將來燃料”氫為目標而建立的清潔能源伙伴關系同樣得到了德國交通運輸部的資助,目前成員包括通用、福特、奔馳、寶馬、大眾、豐田、本田,以及殼牌和道達爾等16家汽車和能源公司。
    另外,氫能應有的多樣性也在迅速發展,尤其是基于固定式燃料電池技術的家用熱電聯供系統、燃料電池充電器和備用電源、便攜式的燃料電池發電機等。詳盡如日本JX公司的家用微型發電供暖一體設備、中國上海攀業氫能源科技有限公司的風冷燃料電池包件、韓國Sejong工業公司的便攜式燃料電池發電機等等。喜歡喝咖啡的德國人甚至推出的一個基于燃料電池的移動式咖啡機。可以不夸張地說,氫能和燃料電池的使用可能性已遍及生活的方方面面。
     燃料電池汽車將加速氫能使用
    將來將有越來越多的氫能使用產品上市,與之相關的配套設施也將不斷得到完善,而氫燃料電池汽車的使用將加速這一進程。對于德國而言,放棄核電的決定更是為可再生能源發展特別是氫能和燃料電池發展增加了動力。有報道稱NIP項目連同工業合作伙伴在燃料電池技術方面的投資將達14億歐元。德國國家氫能與燃料電池包織總裁Klaus Bonhoff也表示,氫能和燃料電池技術正在蓄勢待發。這歸功于可再生能源以萌生氫的形式來儲存能量的核心作用。
    與此相應,德國奔馳公司則一直堅持氫燃料電池車才是將來汽車的發展方向,并準備在2014年量產燃料電池車。2011年,該公司的三輛B級燃料電池車完成了環球之旅,驗證了燃料電池車的技術可靠性和安全性。在降低燃料電池成本和通過量產降低整車成本方面該公司也取得了顯著的進步,仿佛今朝唯一欠缺的是加氫站等基礎設施的建設。而德國自2009年啟動“H2Mobility Initiative”計劃,將在2017年建成1000個加氫站,開始實現燃料電池動力汽車的大規模商業化。目前,德國已投資3.93億歐元融資支持氫能及燃料電池技術發展。其中,55%的融資用于氫加工和運輸的基礎設施建設。
    嚴格說來,目前氫能的使用,包括燃料電池的價格依然較高,沒有政策的引導還不能完全走向市場。此外,該范疇也還有一些詳盡技術問題尚待處理,包括氫在極端條件下的物理和化學特性,燃料電池長時間運行特性,氫的加工、罐裝技術,儲氫材料的開發,氫能技術進入實際使用前的驗證系統等。但欣慰的是,世界各國多年的研發投入正在逐漸顯現成效,相關的問題正在逐步得到處理。而且尤其值得留意的是,西方國家推進氫能和燃料電池使用的力度仿佛遠遠超過原先的估計。
    在應對氣候變化壓力日增、可再生能源不斷向前發展的今天,原以為要2050年以后才可能大規模使用的氫能正快步走向我們的生活。

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