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江南:燃料電池或是美麗的“謊言”

發布時間: 2014-08-05 08:59:55    來源: 騰訊網
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[摘要]最近,一則燃料電池汽車消息引起了大家關注。據記者報道,豐田汽車日前表示,其氫燃料電池系統單價將從當前原型的百萬美元級別削減至約5萬美元,首款豐田氫燃料電池車將在2015年前后上市。


  豐田將上市的FCV為4座轎車,價格約為7萬美元,日本政府補貼2萬美元后價格降至約5萬美元(約合人民幣30.91萬元);豐田的FCV充一次氫可行駛約700km(JC08模式);使用了可令粒徑為數μm的鉑類催化劑在不凝結狀態下涂布的電極形成技術,為提高輸出功率密度作出了巨大貢獻,等等。豐田研發的FCV技術進步確實不小。
  燃料電池汽車的應用前景迷人,豐田又拿出了具有推廣價值的車型,似乎,FCV的道路變得平坦了。事實上并非如此,燃料電池或是美麗的“謊言”。
  記者一直與燃料電池圈的數位研究人員長時期接觸,了解到燃料電池汽車的難點主要在5個方面:催化劑、膜、儲氫、系統復雜性和制氫。前面4個與FCV本身有關系,制氫牽扯到配套供應體系。
  FCV的催化劑要用貴金屬鉑制造。資料顯示,鉑金在世界市場上售價為每盎司(約28克)1,380美元,這使得以往幾家汽車企業拿出來做實驗的FCV高達百萬美元。豐田采用鍍層技術,把鉑的用量降到100克,技術進步很明顯。但是,一位業內專家說,鉑金的儲量非常少,全部供給汽車業使用可能都不夠。
  全球汽車保有量已經超過10億輛,即使按照豐田的說法,未來達到一輛車使用20克,意味著需要鉑金2萬噸。資料顯示,世界鉑族元素礦產資源總儲量約為3.1萬噸,其中,鉑金總儲量約為1.4萬噸。很顯然,燃料電池汽車必須擺脫對鉑金的依賴,才有廣闊的發展空間。另外,隨著鉑金用量不斷增加,價格直線上漲,一位業內人士說,近5年來,鉑金價格上漲了近5倍,研發人員在FCV上降低成本的努力在某種程度上被價格上漲抵消了。
  那則消息沒有提到膜、儲氫和系統復雜性,既然豐田將于2015年推出FCV,相信這幾個問題,他們已經解決了。但是,有一個問題繞不過去,就像我們使用傳統汽車必須加注燃油一樣,FCV的氫氣從何處來?
  FCV對氫氣的純度要求較高,如果氫氣純度不高,鉑催化劑會中毒。專家指出,氫氣純度一般要求達到99.99%,有些要求達到99.9999%。一般工業制氫純度為99%,每提高一個數量級,成本增加很多。
  目前,FCV使用的氫氣主要來源于化工副產品和天然氣重整。
  先來說化工副產品制氫,既然這些氫氣是化工副產品得來,那么其成本大部分被主產品承擔了,當然價格比較便宜,人們使用FCV加注氫氣的成本就不太高,體現出FCV既經濟又環保的優勢。但是,化工副產品制氫的數量有限,當FCV大規模投入使用,化工副產品制氫還能滿足需求嗎?
  再來看天然氣重整制氫。姑且不說這個方法能耗較高,生產周期長,看看幾個城市天然氣出租車排隊2小時加氣的景象,不難想象,未來大規模使用FCV會陷入居民生活使用與FCV爭奪氣源的尷尬境地。從另一個角度看,用天然氣重整制氫滿足FCV的使用,也不見得比直接燃燒天然氣更環保、更經濟。
  唯一可滿足FCV大規模使用的氫氣來源只有電解水,但是,這個方法需要耗費大量的電能,成本非常高。
  目前,FCV的使用空間取決于幾種工業制氫量與FCV使用量的平衡點,這個平衡點在哪里?希望專業人士解答這個問題。FCV有迷人的應用前景,是未來的發展方向,要想大規模使用,只有等到可控核聚變技術成熟后,那時候,電解水的成本將變得非常低。

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