氫燃料電池石墨雙極板用在汽車是負(fù)污染
我們國家目前的石油對外依存度逐年升高,,到2018年對外依存度接近70%,,前段時(shí)間美國要對伊朗進(jìn)行石油封鎖,這樣會影響到我們國家的能源安全,,特別是石油這么大規(guī)模對外依存度
前一段時(shí)間工信部副部長到廣東做氫能源產(chǎn)業(yè)調(diào)研發(fā)表觀點(diǎn),我們國家發(fā)展新能源汽車是戰(zhàn)略問題,,到2018年時(shí)候接近100萬輛,,對于新能源汽車這幾年鋰電池汽車發(fā)展得非常迅猛,當(dāng)然也帶來了相應(yīng)的問題,。
我們大家印象非常深刻的是,,特斯拉在地庫里自燃,引發(fā)周邊燃燒,,鋰電池汽車發(fā)生燃燒,,這樣引發(fā)了社會非常廣泛的關(guān)注。作為鋰電池,,這是汽車行業(yè)存在的廣泛共性,。
另外一個(gè)方面,現(xiàn)在也是比較難以解決的問題,,就是利用電動汽車和廢舊電池進(jìn)行儲能,,我個(gè)人的觀點(diǎn),可能在實(shí)際操作當(dāng)中會面臨很多難度,。比如電動汽車拆下來的電池性能參差不齊,,集中大規(guī)模儲能的時(shí)候安全問題會引起更多的關(guān)注,一旦出事,,會引起更大的問題,。
氫能源其實(shí)主要集中在汽車領(lǐng)域,我們國家的汽車保有量非常高,,2018年已經(jīng)達(dá)到2.4億輛汽車,。汽車在總的環(huán)境污染當(dāng)中占的比例也非常高,我們面對空氣污染問題非常嚴(yán)峻,。這跟我們國家能源結(jié)構(gòu)密切相關(guān),,煤炭占一次能源比例非常高。煤在發(fā)電的過程通過燃燒會產(chǎn)生氮氧化物,、硫化物,、二氧化碳,煤的清潔利用,,氫能是很好的方案,。
前兩天我在大同,大同要做“產(chǎn)煤不見煤”新的能源產(chǎn)業(yè)的典型,,這個(gè)確實(shí)比較難,,而且大量煤的使用量。氫能對于整個(gè)產(chǎn)業(yè)的一次能源的轉(zhuǎn)型提供了一種思路,,也就是我們可以把煤這樣一種固態(tài)燃料變成氫氣固態(tài)燃料,,用在交通領(lǐng)域,,會帶來很大好處。因?yàn)槊恨D(zhuǎn)化成氫氣過程中,,不會有氮氧化物,、硫氧化物排放到空氣當(dāng)中,對于我們改善空氣質(zhì)量是有非常大的幫助,。這是我們氫能產(chǎn)業(yè)希望它能達(dá)到這樣產(chǎn)煤不見煤的趨勢,。氫能產(chǎn)業(yè)真正引起關(guān)注的是我們在交通領(lǐng)域,即汽車領(lǐng)域,。目前專注于氫能產(chǎn)業(yè)的,,從國際上講,國際上主流的汽車生產(chǎn)廠商都在關(guān)注,,而且已經(jīng)持續(xù)關(guān)注20,、30年了。
對于我們國家來說,,其實(shí)氫氣的產(chǎn)能是非常大的,。我們國家到2018年氫氣的產(chǎn)能接近2000萬噸,但是我們這么多的氫氣去到哪里,?基本上是作為我們工業(yè)過程用氣用掉了,,工業(yè)合成氨、合成甲醇,、石油煉化等于過程中用掉了,。
山西是最大的焦炭生產(chǎn)的省份,生產(chǎn)焦炭的過程中也產(chǎn)生氫氣,,也沒有完全用完,,可以拿回去,把它燒掉,,用它的熱能,,但沒有把它真正算成氫能,只作為熱能,。真正使用氫氣使用就是航天,,利用氫能。但是氫氣整個(gè)使用環(huán)節(jié)當(dāng)中占的比例非常小,。
氫能和燃料電池密不可分,,把氫能作為燃料燒掉,也會產(chǎn)生氮氧化物的排放,。但把它作為一個(gè)電化學(xué)的應(yīng)用,,用在燃料電池上,這個(gè)過程就不會產(chǎn)生排放,,只有水產(chǎn)生,,這個(gè)過程是一個(gè)完全清潔的,。
燃料電池汽車是負(fù)污染
最近幾年為什么國內(nèi)對氫能的熱情突然高漲起來,跟國際上氫能汽車產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程密切相關(guān),。2015年豐田發(fā)布了量產(chǎn)車型,,受到了業(yè)內(nèi)廣泛的關(guān)注。這幾年國家清能產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展,,這里要講一講氫能源汽車的好處。
氫能源發(fā)動機(jī)其實(shí)是具有電池的特點(diǎn),,也具有傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的特點(diǎn),,比較了傳統(tǒng)燃油發(fā)動機(jī),以及氫燃料發(fā)動機(jī)兩個(gè)系統(tǒng)的對比,。散熱系統(tǒng),,有后面的發(fā)電系統(tǒng),是這樣的一個(gè)過程,。它的核心只是在氣缸,、燃油在氣缸內(nèi)燃燒推動活塞運(yùn)動產(chǎn)生動能,只要使用空氣作為氧化劑,,空氣中的系統(tǒng),,同樣也有散熱系統(tǒng),后面產(chǎn)生的電能通過變電,,供到終端使用端這么一個(gè)環(huán)節(jié),。
區(qū)別是核心的部分只是發(fā)動機(jī)。這個(gè)架構(gòu)上和我們汽車燃油發(fā)動機(jī)非常類似,,但是它的原理跟電池一樣,,是電化學(xué)的原理。通過這樣原理,,電動汽車相比,,它有非常多的優(yōu)勢。
與鋰電池車比較,,能量密度高,,每公斤可以到1KW以上,相對于燃油發(fā)電機(jī)系統(tǒng),,效率非常高,,燃油效率可以到20—30%,燃料電池可達(dá)40—50%,,能量使用效率上講有優(yōu)勢,。
當(dāng)然燃料電池汽車最大的優(yōu)勢是清潔,它的使用環(huán)節(jié)是只產(chǎn)生水,,叫做零污染,,實(shí)際過程當(dāng)中是要使用空氣,,空氣含有污染物,包括顆粒物,,燃料電池要經(jīng)過化學(xué)工藝,,經(jīng)過加濕,排出的空氣是非常清潔的,。這個(gè)環(huán)節(jié)可以叫做負(fù)污染的使用,。
從氫氣的產(chǎn)生過程講,即使用煤制氫,,也不會產(chǎn)生硫氧化物,。回收環(huán)節(jié)里面主要是固態(tài)這樣的物料,,不會產(chǎn)生有機(jī)物,、揮發(fā)物這樣的污染,回收也簡單,。
另外兩個(gè)優(yōu)勢,,就是相對于鋰電池車而言,一個(gè)是它不改變用戶使用的習(xí)慣,,我們加氣的時(shí)間,,跟加油是相當(dāng)?shù)摹U<託涓佑鸵粯?,特別是駕乘體驗(yàn)上也是,,使用鋰電池車有里程焦慮,或者在北方到冬天不敢開空調(diào),,燃料電池車只是氫氣瓶當(dāng)中氫氣儲量有關(guān)系,,沒有這樣一些顧慮,中間供暖是使用燃料電池,。這些優(yōu)勢相對于鋰電池車而言,,使用上是有一定的優(yōu)勢的。