抛开技术与成本从节能角度浅谈燃料电池汽车

来源：新能源汽车网

时间：2016-11-30 08:02:35

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抛开技术与成本从节能角度浅谈燃料电池汽车　　 2015年初，某公司分管技术的副总，曾跟我说过这样一段耐人寻味的话：“燃料电池汽车的时代就要来临了，因为丰田已经推出了燃

　　 2015年初，某公司分管技术的副总，曾跟我说过这样一段耐人寻味的话：“燃料电池汽车的时代就要来临了，因为丰田已经推出了燃料电池汽车。丰田是汽车行业的风向标，我们可以做燃料电池汽车了。”这一先入为主的观点，让我再如何解释燃料电池技术上的不成熟，都无济于事。而对新能源汽车未来战略的各种把脉，技术和分析类的文章有一大把，虽然看了不少，但是读书少的我，实在是傻傻分不清楚。但是既然新能源车为的是节能，那么单一从节能角度分析分析，也未尝不是一个方法。

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　　既然是讨论新能源，为了说话方便，我会把所有诸如大卡、焦耳这样的单位都换算成kWh，也就是度，这样比较直观。

　　为什么说新能源汽车节能呢？

　　我们可以看一个表格，表格中国燃油车百公里油耗按照8公升计算。

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　　从表格中可以看出来，燃油车的能耗是新能源汽车的5倍。所以节能这个事实已经摆在这了。同时，我们观察到一点，就是燃油车浪费的能量很多，这部分能量有多少呢？数据太抽象，我们不妨打个比方：普通的550mL的农夫山泉矿泉水，燃油车跑一百公里，所浪费的能量，可以将1700瓶这样的矿泉水从20度烧开。

　　有些人，会有不同的观点：说电动汽车的电来自火电，那么只是把能量浪费的部分，换了个时间，换了个地方而已。这种说法很有道理。如果煤或天然气发电的效率是30%，那么从煤或天然气开始计算，电动汽车百公里的能耗就变成了83kWh。虽然仍然比燃油汽车更节能的结果没有改变，但是似乎优势就不那么大了。

　　可是有一点值得注意，就是烧煤或天然气那70%的能量，虽然没有发电，但是并没有浪费掉，会议热能的形式继续被利用，尤其是在冬天。

　　Mirai的能耗有多少？约每百公里39kWh

　　氢能用到公路交通上，实际上有两种应用形式，一种是直接的氢气内燃机，比如宝马的“氢7”，还有著名的施瓦星格州长推崇的悍马H2H。这种车不在我们的讨论范围；另一种，是燃料电池汽车，比如丰田的Mirai，本田的FCXClarity。

　　对什么催化剂，双极板这些问题，不论是从成本还是技术上都已经讨论的太多了，我们还是单一从节能的角度去分析下，看看能得出什么结论。

　　燃料电池有很多种，在汽车上使用的，是质子交换膜燃料电池，简称PEMFC，利用氢气和氧气，在电池内反应，生成水。这个过程中没有二氧化碳排放。

　　首先，顾名思义，燃料电池，燃料指的就是氢气。氢气的能量密度是多大呢？每公斤氢气为39kWh。以丰田的Mirai为例，一辆车加氢量为5公斤，如果这辆车续航为500公里，那么它的百公里功耗是多少呢？

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　　经过简单计算，Mirai每百公里的能耗是39kWh。一个看上去还好的数据。但是为了公平起见，我也想在追根溯源一下，氢气到底是从哪来的。

　　氢气的来源很关键

　　氢气来源是多种多样的，但是综合来看，为了不让事情太复杂，我们只看看最常用的两种获取氢气的方式，天然气裂解和水电解。根据《Clean urban transport for Europe》一文中的描述，制取1公斤氢气，使用天然气制氢的能耗是52kWh，而使用电制氢的能耗是11kWh。

　　插一句，有些人可能会说我用的数据过时了。很多技术已经把电制氢的能耗降到了每公斤5~6度电的水平了，这点我是承认的。因为我本人在2009年，就把制氢的能耗做到了每标方4.2kWh以下，折合每公斤约为5.3kWh，但是那个设备的成本确实太高了，广泛推广，还需要时间。既然提到了费用，我想我要食言一下，大概说一下制氢的成本。天然气裂解获取一公斤氢气的成本大概在1.5~2元，水电解获取一公斤氢气的价格在3~4.5元。成本上的优势，使得天然气制氢仍然是主流。再多说一句，氢气的运输成本一公斤大概在10~20块钱，要变成高压气体，另有成本，所以不是说把Mirai加满5公斤的氢气，有个20几块钱就足够了。