鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:907次 | 2021年03月02日
通用汽車正考慮在長(zhǎng)途卡車上普及氫燃料電池技術(shù),這會(huì)是個(gè)好主意嗎?
從理論上講,氫是一種完美的燃料。在燃料電池中產(chǎn)生反應(yīng)之后,只會(huì)產(chǎn)生電、水蒸氣和熱量。還有比這對(duì)地球更友好的燃料嗎?
所有的發(fā)明創(chuàng)造都是先有理論,繼而進(jìn)入現(xiàn)實(shí)。對(duì)氫燃料來(lái)說(shuō),情況也是如此。一切都將從如何獲得氫開(kāi)始。
氫是地球上最豐富的元素之一——每個(gè)水分子中都含有兩個(gè)氫原子,而這個(gè)世界上顯然有很多水。
然后你會(huì)發(fā)現(xiàn),從汽油到塑料,幾乎整個(gè)世界都是碳?xì)浠衔锏念I(lǐng)域。根據(jù)定義,所有碳?xì)浠衔镏卸加袣湓印@正是問(wèn)題所在。氫是如此活潑,以至于可以與所有物質(zhì)鍵合。獲得純氫意味著破壞它與其他元素結(jié)合的化學(xué)鍵。因此,要把氫隔離在純氫狀態(tài)是一個(gè)難題。
假設(shè)克服了所有這些挑戰(zhàn),還會(huì)遇到如何輸送氫來(lái)為車輛上的燃料電池提供能量的問(wèn)題。目前,一個(gè)直流快速充電裝置可能要花費(fèi)30萬(wàn)美元(約合人民幣194萬(wàn)元),而建造一座加氫站可能要花費(fèi)300萬(wàn)美元(約合人民幣1940萬(wàn)元)。人們要對(duì)氫進(jìn)行壓縮,還要考慮如何運(yùn)輸和儲(chǔ)存。應(yīng)該說(shuō),要合理利用氫燃料,需要考慮并排除的障礙俯拾皆是。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
擺脫交通運(yùn)輸部門(mén)的碳排放是地球公民極為關(guān)注的問(wèn)題。目前,有兩種方法可以做到這一點(diǎn)——使用電池驅(qū)動(dòng)汽車或氫燃料電池驅(qū)動(dòng)的汽車。
盡管得到了日本政府的大力支持,但燃料電池私家車的銷量卻不見(jiàn)見(jiàn)增長(zhǎng),而另一方面,由動(dòng)力電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)車銷量卻在飛速增長(zhǎng)。但在某些運(yùn)輸方式中,電池驅(qū)動(dòng)可能無(wú)法解決所有問(wèn)題——例如遠(yuǎn)洋輪船和飛機(jī)。
不過(guò),在世界各地運(yùn)送貨物的半掛卡車則處在這兩種解決方案的中間地帶。
通用汽車近期宣布與卡車制造商N(yùn)avistar合作,將專注為長(zhǎng)途卡車開(kāi)發(fā)燃料電池動(dòng)力總成。不過(guò)在歐洲,隸屬于大眾汽車集團(tuán)的斯堪尼亞品牌則宣布放棄燃料電池卡車開(kāi)發(fā)計(jì)劃,并將其開(kāi)發(fā)重點(diǎn)放在提升電池的功率上。
應(yīng)該說(shuō),這些公司之中必定有一家正確評(píng)估了零排放卡車運(yùn)輸?shù)奈磥?lái),但是哪一家呢?
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
美國(guó)媒體報(bào)道稱,通用汽車與Navistar之間的合作還涉及美國(guó)私營(yíng)氫燃料供應(yīng)商O(píng)neH2。后者將負(fù)責(zé)氫的制取、存儲(chǔ)、運(yùn)送,并為氫燃料以及氫燃料電池卡車設(shè)計(jì)安全系統(tǒng)。
“各方將在一致開(kāi)發(fā)解決方案的過(guò)程中發(fā)揮重要作用?!盢avistar首席執(zhí)行官PersioLisboa在一場(chǎng)媒體電話會(huì)議上說(shuō),“我認(rèn)為這是事情的開(kāi)始,并且我們相信隨著技術(shù)和解決方案的發(fā)展,許多其他客戶也將加入其中?!?/p>
作為美國(guó)規(guī)模最大的卡車運(yùn)輸公司之一,J.B.Hunt將在2022年底開(kāi)始使用Navistar的燃料電池卡車以及相關(guān)的氫燃料加注系統(tǒng)。Lisboa稱,第一款量產(chǎn)卡車預(yù)計(jì)將于2024年上市。通用汽車將向Navistar提供Hydrotec燃料電池動(dòng)力系統(tǒng),以用于生產(chǎn)其燃料電池卡車。
兩家公司將此次合作視作Navistar用戶“完整解決方案”的一部分。據(jù)兩家公司稱,以燃料電池為動(dòng)力來(lái)源的卡車可實(shí)現(xiàn)500英里的續(xù)航里程(約合800公里),并且僅需15分鐘即可完成充電。
如果說(shuō)電池驅(qū)動(dòng)汽車存在致命弱點(diǎn),那就是充電所需的時(shí)間比內(nèi)燃機(jī)車型充滿油箱所需的時(shí)間更長(zhǎng)。但是新技術(shù)正在出現(xiàn),這可能會(huì)大大減少充電時(shí)間,特別是在以色列公司StoreDot公布了他們的高速充電技術(shù)之后。
“通用汽車在工業(yè)方面是值得信賴的合作伙伴。經(jīng)過(guò)廣泛的研究,由于該公司在該領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)地位,Navistar選擇與通用汽車在燃料電池技術(shù)方面進(jìn)行合作?!盠isboa援引該汽車制造商數(shù)十年的氫燃料電池研發(fā)經(jīng)驗(yàn)說(shuō)。通用汽車此前曾與美國(guó)陸軍、本田汽車以及法國(guó)利勃海爾特種航天公司等公司開(kāi)展合作。
通用汽車和Navistar從事卡車行業(yè)已有很長(zhǎng)時(shí)間,因此人們認(rèn)為這兩家公司很清楚自己在做什么。但在大西洋彼岸,CleanTechnica記者馬克西米利安·霍蘭(MaximilianHolland)報(bào)道稱,斯堪尼亞是美國(guó)以外最大的卡車制造商之一,該公司最近宣布將停止其燃料電池卡車開(kāi)發(fā)計(jì)劃,其聲明相當(dāng)令人震驚:
“斯堪尼亞已投資氫技術(shù),目前是唯一一家可與客戶一起運(yùn)營(yíng)車輛的重型車輛制造商。工程師從這些早期測(cè)試中獲得了寶貴的經(jīng)驗(yàn),并將繼續(xù)努力。然而,將氫用于此類應(yīng)用的發(fā)展將受到限制。因?yàn)榕c動(dòng)力電池電動(dòng)卡車相比,為氫燃料卡車提供動(dòng)力所需的可再生電力是前者的3倍,即在制備、分發(fā)以及轉(zhuǎn)換回電力時(shí)會(huì)損失大量能量?!?/p>
此外,還需要考慮維修和保養(yǎng)問(wèn)題。氫燃料汽車的成本將比電池電動(dòng)汽車更高,因?yàn)槠湎到y(tǒng)更加復(fù)雜,例如額外的空調(diào)和冷卻系統(tǒng)。此外,氫是揮發(fā)性氣體,需要更多維護(hù)以確保安全。
斯堪尼亞所表達(dá)的是,我們嘗試過(guò),一些貨運(yùn)公司也嘗試過(guò),但該技術(shù)與動(dòng)力電池驅(qū)動(dòng)卡車相比沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)力。是的,電池電動(dòng)汽車的充電時(shí)間是一個(gè)問(wèn)題,但是一個(gè)將被解決的問(wèn)題。即使存在這個(gè)缺點(diǎn),對(duì)電池驅(qū)動(dòng)汽車的支持性證據(jù)依然如此龐大,以至于拒絕燃料電池是一個(gè)定論,只不過(guò)這個(gè)定論尚未得到真實(shí)測(cè)試結(jié)果的支持。
斯堪尼亞繼續(xù)表示,重型卡車電氣解決方案的迅速發(fā)展中包括電池技術(shù)在每千克儲(chǔ)能能力方面所取得的進(jìn)步。充電時(shí)間、充電周期和每公斤經(jīng)濟(jì)性正在迅速提高。
這意味著,這些解決方案將不斷重復(fù)和可預(yù)測(cè)的應(yīng)用場(chǎng)景中變得更具成本效益。在大多數(shù)運(yùn)輸場(chǎng)景中,它們將逐步取代斯堪尼亞行業(yè)領(lǐng)先的化石及生物燃料動(dòng)力解決方案。
幾年后,斯堪尼亞計(jì)劃推出長(zhǎng)途電動(dòng)卡車,該卡車可承載40噸的重量連續(xù)行駛4.5小時(shí),并在駕駛員45分鐘的法定強(qiáng)制休息時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速充電。
最后一部分很重要。所有關(guān)于“加氫更快”的吹噓,都忽略了卡車司機(jī)不得無(wú)休止進(jìn)行駕駛的事實(shí)?;蛟S各個(gè)國(guó)家/地區(qū)的法規(guī)有所不同,但沒(méi)有哪個(gè)國(guó)家/地區(qū)允許駕駛員坐在4噸重的卡車上連續(xù)駕駛10-12個(gè)小時(shí),這種駕駛方式對(duì)公眾的威脅實(shí)在太大。
例如在中國(guó),《道路交通安全法》規(guī)定,“連續(xù)駕駛機(jī)動(dòng)車4小時(shí)必須停車休息20分鐘以上”。這也意味著,整個(gè)“加氫更快”的論點(diǎn)在卡車運(yùn)輸場(chǎng)景中確實(shí)是站不住腳的。
正如8音軌匣式帶和卡式錄音帶之爭(zhēng),betamax和VHS錄像帶之爭(zhēng),軟盤(pán)和光盤(pán)之爭(zhēng),技術(shù)戰(zhàn)爭(zhēng)總處在進(jìn)行中。在這情況下,通用汽車投身氫燃料動(dòng)力未必是押錯(cuò)了寶。未來(lái)很難說(shuō),萬(wàn)一成功了呢?