为什么氢永远不会成为电动汽车的未来

十年前,似乎有两个潜在的竞争者替代化石燃料用于个人运输:电力和氢气。 氢选项有很多用处。 您可以像化石燃料一样加满汽车,但排气不会是有毒气体从排气管中流出,而只会是纯净的水蒸气。 听起来这是朝着更环保的未来迈出的完美一步,我们可以像以前一样继续使用我们的车辆,而不会带来环境方面的不利影响。 与等待电动汽车的电池充电相比,氢似乎是更方便的选择。

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但是十年后,很明显,电动汽车(BEV)主导了向更环保的交通方式的转变。 到2019年底,全球仅售出7500辆氢能汽车。 但是到2018年底,全球已经有超过500万辆插电式电动汽车(PEV),自那时以来销量一直在大幅增长。 其中的BEV细分市场从未低于55%,现在更接近75%。 根据英国汽车制造商和贸易商协会的数据,到2020年5月,BEV占整个汽车市场的比例同比增长4.3%,自2019年以来增长了131.8%。BEV开始挑战矿物燃料。汽车及其燃料电池替代品一无所获。

美国汽车运输汽车

新型丰田Mirai是氢燃料电池电动汽车,将在2019年洛杉矶汽车展上展出。 [+] 表演于2019年11月20日在加利福尼亚州洛杉矶举行。(摄影:Frederic J.BROWN / AFP)(摄影:FREDERIC J.BROWN / AFP通过Getty Images)

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丰田公司是一家真正相信氢能未来的公司,并在2011年生产了非常可靠的FCV-R概念,后来发展为Mirai,并于2015年投入商业使用。第二代将在2021年发布。本田还生产了燃料电池汽车,Clarity燃料电池和FCX Clarity。 现代拥有图森燃料电池。 因此,这里有一些选择,而且这些车辆都非常适合日常使用,其中Mirai的油箱可行驶312英里,而Honda Clarity燃料电池可行驶366英里,非常健康。

那么,考虑到方便性,为什么氢燃料电池汽车(FCV)没有像BEV那样起飞呢? 2019年6月可能是在墙上乱写文字的月份。 不久,在圣塔克拉拉(Santa Clara)生产化氢的化工厂就爆炸了,加利福尼亚的燃料电池汽车用户燃料短缺,但几天后,挪威山特维卡(Sandvika)的加油站也起火了。 这确实带出了一个事实,那就是氢气可以是一种危险的爆炸性气体-好像我们还不知道它一样。 我还没有听说过汽车本身起爆的情况,现在油箱内衬有凯夫拉(Kevlar)衬里,以防止爆炸的可能性。 但这几乎不是一系列鼓舞人心的事件。

兴登堡在火焰中

我们已经知道,自兴登堡灾难以来,氢气可能成为运输中的危险气体… … [+] (照片由©CORBIS / Corbis通过Getty Images摄影)

通过盖蒂图片社科比斯

但是,安全问题并不是氢比电动汽车便宜得多的主要原因。 如果您的主要目标之一是拯救地球,那么当您考虑到发电和推进之间的所有步骤时,BEV的能源效率要比FCV更高。 借助BEV,一旦产生了电能(希望来自可再生能源),则向您的车辆充电位置的电能供应将减少5%。 然后,电池的充电和放电会损失另外10%。 最后,电动机浪费了5%的驾驶车辆。 这导致总损失为20%。

但是,对于氢燃料电池,您首先必须通过电解将电能转化为氢,效率只有75%。 然后,必须压缩,冷却和运输天然气,这又损失了10%。 燃料电池将氢转化为电能的过程仅能达到60%的效率,此后,与使用BEV相比,驾驶汽车电机所产生的损失为5%。 总计损失62%,是损失的三倍多。 或者,换句话说,对于每千瓦的电力供应,BEV可获得800W,而FCV仅为380W,不到一半。 如果您希望拥有更绿色的未来,那将是巨大的效率低下,甚至没有考虑到目前95%的氢气来自化石燃料的事实。

氢火车首映

尽管效率低下,但氢气仍可作为大型商业企业的燃料类型使用。 [+] 车辆像火车。 照片:Peter Endig / dpa(Peter Endig摄影/图片联盟通过Getty Images)

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尽管如此,氢气仍然具有优势,它的主要优势-轻巧和快速加油-使其具有明显的优势。 虽然您可以在策略性的电池充电站周围适应个人驾驶生活方式,但对于需要长时间加油行驶且仅需短暂等待加油的商用车来说,这并不是理想的选择。 例如,连续使用八小时的电池重量在火车中也是过高的。 因此,对于工业车辆,尽管效率低下,氢似乎是一个可行的选择。 尽管如此,在英国,2019年3月只有10辆氢动力公交车投入服务,此外还有155辆电动公交车(到达的还有更多)和3,669辆混合动力公交车。 但是氢气双层车也将在伦敦投入使用,氢气挖矿机和火车也已投入使用。 股市宠儿尼古拉汽车公司(Nikola Motor)正在研发氢电半挂牵引车,以及电动和混合动力车型。

但是对于私人汽车用户来说,这不是竞争。 氢传播者仍在争论FCV是个人交通工具的未来,该技术将在2020年起飞。随着时间的流逝,FCV能源供应链效率将得到改善,氢生产中将使用更多可再生能源。 但是,考虑到已经行驶的BEV数量,FCV已经输掉了这场战斗,永远也不会追赶。 目前,在大多数发达的西方国家,BEV是一种可行的个人交通工具。 有很多选择,覆盖范围超过200英里,特斯拉TSLA甚至达到了400英里。 充电站一直在兴起,英国的电动汽车充电站是加油站的两倍以上。 绿色个人交通的未来之战已经结束,而电动汽车已经赢得了胜利。

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