鉅大LARGE | 點擊量:1608次 | 2019年05月28日
認知錯誤還是氫能源才是真正意義上的新能源?
最近,氫能源汽車乘著政策的東風開始搶奪起電動汽車的熱度;這一現(xiàn)象像極了最初電動汽車出現(xiàn)在市場中那時,各路人馬對此褒貶不一,并對其展開了激烈的辯論。
其中贊成的一方表示“氫能源才是真正意義上的新能源,而且燃燒幾乎不產(chǎn)生污染物?!狈磳Φ囊环絼t表示“汽車拉著氫氣就等于拉著一個大炸彈,危險系數(shù)太高不合理?!彪p方的觀點乍一看起來都顯得有理有據(jù),好像都有一定的道理;但若是細細分析一下,就會發(fā)現(xiàn)雙方的觀點都有一些認知不徹底的地方。
氫能源的使用過程的確“清潔”,但是生產(chǎn)過程嚴重依賴化石能源
毋庸置疑的是,氫能源汽車在使用過程中幾乎不會釋放任何有害物質(zhì);不過首先要了解的是:當前流行的氫能源汽車驅(qū)動方式并不是類似于內(nèi)燃機那般燃燒氫氣獲得能量,而是通過“燃料電池”來將氫氣和氧氣結(jié)合,這是一種化學反應(yīng),在反應(yīng)過程中會產(chǎn)生電力、水和熱能,這種化學反應(yīng)過程的能量轉(zhuǎn)化效率比氫氣單純?nèi)紵男室叱?-3倍;而且反應(yīng)過程中產(chǎn)生的廢料除了微量的二氧化碳和氮氧化物外,主要是水,這也就是為何大部分人們一致認為“氫能源”才是清潔能源的最佳代表。
不過不能忽視的是氫氣的制取過程,由于燃料電池反應(yīng)所需的氫氣對純度要求很高,目前主流的工業(yè)制氫如水煤氣制氫、石油天然氣制氫等方法制出的氫氣純度很難滿足要求。而最合適的制氫方法便是通過電解水制氫,且不說現(xiàn)在電解水制氫的催化劑多為昂貴的貴金屬鉑基化合物,就說現(xiàn)在電解水制氫所需要的巨量電能。
氫能源才是真正意義上的新能源?還是存在一定的認知錯誤
眾所周知,目前即便是從全世界范圍來看,火電也是最主要的電力來源;在2018年全球26.672萬億千瓦時的總發(fā)電量中,火電的占比為64%;而我們中國火電的發(fā)電量占比更是達到了73.5%。所以若是在目前這種電力來源結(jié)構(gòu)下,推行氫能源發(fā)展,雖然會在終端減輕不少污染;在制氫過程中的電力二次損耗將會在導(dǎo)致電力負荷快速上升的同時導(dǎo)致更多的環(huán)境問題。
所以,氫能源即便是“使用中”的清潔能源,但是目前“不清潔”的電力生產(chǎn)結(jié)構(gòu)卻使它顯得并不是那么清潔。只有在我國的其他可再生發(fā)電模式(風能發(fā)電、水力發(fā)電、太陽能發(fā)電、潮汐發(fā)電)進一步發(fā)展之后,氫能源才稱得上是真正的“0”污染能源。
氫能源儲存方式多種多樣,并不都是高危型儲存
對氫能源的安全性報以懷疑態(tài)度的人們,他們的想法也并不是錯誤,我們?nèi)粘K姷膬浞绞降拇_多為高壓罐儲存。而又由于氫氣的密度較小,儲氫效率很難提高,想要在汽車這個有限的空間內(nèi)儲存能讓車輛續(xù)航數(shù)百公里所需的氫氣,只能通過超高壓氣罐才能實現(xiàn)。譬如豐田現(xiàn)售的MIRAI氫能源車型上部署的就是兩個700的大氣壓的高壓氫氣罐。
也就是豐田運用的高壓儲氫方式,讓人們氫能源的推廣產(chǎn)生了不可避免的擔心。畢竟在事故中,只要車速超過了60km/h車身鋼結(jié)構(gòu)就會發(fā)生形變,而萬一碰撞中高壓氫氣罐發(fā)生破損,遇到電火花后不就會變成一顆小型炸彈?這種顧慮并沒有錯,如果是普通的壓力罐受到破損后遇到明火,自然會變成一個威力不小的炸彈;但是目前氫燃料汽車用的氫壓力罐卻是不同。
依舊是以豐田的量產(chǎn)氫能源汽車MIRAI為例,在測試中80km的撞擊中,即便是車體發(fā)生了眼中的形變,但是罐體并沒有損傷,這是因為這種車載高壓氣罐的主體部分沒有金屬,主要材料為樹脂、碳帶和玻璃纖維,耐壓性有了充足的保障。
估計有人會問,即便不怕這種程度的碰撞,萬一車輛著火呢?這種材質(zhì)的氣罐豈不是一燒就炸?首先長時間的加熱即便罐體阻燃,內(nèi)部氫氣受熱膨脹肯定也會撐破罐體。所以此類罐體都會設(shè)置一種叫做“易熔塞”的閥門,一旦達到限定溫度,易熔塞就會融化將罐內(nèi)的氫氣釋放而出。
不過也不用擔心火焰會順著氣流進入罐體引發(fā)爆炸,或者說噴出的氫氣會加大火勢。易熔閥是是一種止逆閥式,火焰并不能逆向進入氣罐里。另外氫氣會向汽車的右斜后方向外排出,而且速度會受到控制,不會發(fā)生爆燃事件,更會像一個大型打火機的燃燒效果。
況且,目前還有另外一種儲氫方式正在向量產(chǎn)的道路上進發(fā),這是一種金屬儲氫法,利用某些特定的金屬在一定的溫度和壓力下市它們和氫氣結(jié)合產(chǎn)生金屬氫化物,而在另一特定溫度下這些金屬氫化物又會發(fā)生逆向反應(yīng)重新生成氫氣。這種儲氫方法相當?shù)母咝?,一單位體積的儲氫金屬,最少可吸收1300倍體積的氫氣,切生成的金屬氫化物的穩(wěn)定性也相當高,可以說是未來最可能成為主流的小型儲氫方法。
不過目前由于材料的限制,這種儲氫方式的成本還比較高,只能在一些高端裝備上得以運用;不過據(jù)最新消息我國研制的含鈰量較少的富鑭混合稀土儲氫合金MlNi5已經(jīng)解決的成本過高的問題,而其他國家也傳出了不少替代金屬的解決方案,所以此儲氫方案的前景相當宏大。
而除了金屬儲氫之外,還有諸多從原理上更能讓人信服的儲氫方法,譬如玻璃微球儲氫、吸附儲氫、有機化合物儲氫等儲氫方式正在研發(fā)之中。所以說未來的氫能源汽車的安全性有可能會比現(xiàn)在的燃油汽車更加高,“背著炸彈”這種擔心并不實際。
氫能源從本質(zhì)上來講是一種健康的無后續(xù)污染的優(yōu)質(zhì)能源,而它從使用反應(yīng)過程中來看又可以說是一種“取之不盡,用之不竭”的可再生資源,它會成為未來一段時期內(nèi)人類的主要能源是一種可以想象的結(jié)果。
只是目前受到制取和儲存的種種技術(shù)限制,讓它還不能勝任這個角色,但是路都是人走出來的,有嘗試才能有進步,我們?yōu)楹尾荒鼙е押玫膽B(tài)度去看待這個新生事物呢?不過,部分媒體的失實報道的確很讓人糟心,也會讓很多不了解這一行業(yè)的群眾產(chǎn)生抗拒心理,不過真理之所以叫真理,是因為無論如何它都會實現(xiàn),而美好的世界也一定會實現(xiàn),讓我們更耐心一些,去期待新技術(shù)給我們生活帶來的轉(zhuǎn)變。