朱頭山

無意邀眾賞,一心追殘陽
個人資料
朱頭山 (熱門博主)
  • 博客訪問:
正文

全世界都玩電動車而日本還在迷戀氫能

(2021-05-21 07:45:52) 下一個

新能源車是減碳戰略的重要一環,前麵十幾年,各種各樣的方案都各顯其能,但最近看來,純電動車明顯占了上風。

特斯拉為電動車取得絕對優勢作出了最大的技術貢獻,它創造了什麽獨門絕技?一般認為,除了它配有大功率電池,更重要的是使用了交流電機。由於電池提供的是直流電,因此大多數電動車或混合車都用的直流電機,速度上不去,動力也不足,根本無法和內燃機比。而交流電機則不同了,其澎拜的動力早在其它領域聞名遐邇,用到汽車上也不虛其名,而且電機還天生的可以真正無極變速,省去了變速箱這個內燃機必需的大件。當然,把直流變交流的轉換器是必須的。以後其它廠家也如法炮製,現在連吉利造的車也能跑上百公裏,時速不亞於特斯拉了,看來電車的時代真要來了!

但是,但是,充電站還是太少,充電還是太慢。市場上能高速跑百公裏以上的都是純電車,混合車純電隻能最多跑50公裏,還速度不快。有個外行都能想到的方案:以高功率電機為主力,輔以汽油發電機的混合汽車,不是很理想嗎。當電池沒電了,就用汽油發電驅動電機。為什麽市場上就沒有這樣的車呢?

我們外行想到的,廠家當然想到了。大功率交流電機已經占了很大體積了,再加一個大電池,已經無法再容下一個大汽油發電機和油箱了。而且內燃機需要變速箱,電機卻不要,這又有一個匹配問題,技術上遇到瓶頸了。這麽一圈下來,我對電動汽車現狀的理解是:要想跑得象汽油車那麽快,目前隻有純電動車,但也有續航裏程,充電和電池替換成本的問題;混合車,電馬達隻是個補充,無法達到汽油車的功率。就空氣汙染和碳排方麵,電動車也並不是完全綠色。充電的來源是個問題,如果主要還是來自於煤電,那從不燒汽油省下來的碳排,卻由多燒的煤來補償了。電池的生產,特別是廢電池的處理不但要排碳,而且是個麻煩的環境問題。大家扔垃圾的時候,那些小電池都需要特別分類處理,巨大的汽車電池的處理更麻煩了,如果以後所有的汽油車都變成了電動車,廢電池的處理就成了個天文級的問題了。

電動車在冬天表現不佳也是一個大弊病。大多數汽油車冬天的供暖由發動機的餘熱提供,電動機不依賴內燃,也就沒有什麽餘熱,隻能靠電池裏的電供熱,這樣就沒足夠的能量驅動車子了。而化學電池在天冷時也會有效率不足,充電不充分的問題。安全也是一個問題,現在國內已經不允許電動摩托車停在封閉的車庫裏了,因為發生了很多次電池自然起火的事件。電動汽車的電池雖然和摩托車的不一樣,但燃燒的可能性也是存在的。

氫動車一度被認為是更有前景的技術。你的第一反應可能以為讓氫內燃產生動力,錯!這裏氫氣和氧氣不是燃燒,而是在一個特殊裝置內產生氧化反應,發生電子的轉移,也就是發電,再用電驅動電機。

世界上對氫動車最起勁的日本。大家都知道,日本地域狹小,長期以來災難頻發,而且資源極度匱乏,是全球公認的貧油國、貧氣國和貧煤國。日本三大資源全部嚴重依賴於海外供給,煤炭99%依賴進口,石油99%依賴進口,天然氣95%以上依賴進口。

如此依賴進口,對日本是個巨大的威脅,比如日本87%以上的原油,都來自於中東地區。 一旦有人控製了波斯灣、馬六甲海峽的運輸通道,日本國內馬上就全麵崩盤。美國、印度、甚至中國都可以這麽做。所以,為了保證國家能源安全,找替代能源成為日本接下來生存的唯一出路。


一開始,日本,想到了核能。但是2011年3月,因為地震,日本的第一核電站福島出現核泄漏,這讓日本幾乎終止核能資源,隨後就開始找比核能更安全,更有效率,更清潔的能源。隨後,日本把目光放到了氫能上。日本認為,氫能是解決日本未來能源問題的終極解決方案,不斷投入重金進行研發。

日本首先從技術上看,以現在電池技術來說,要讓一輛純電車實實在在的跑800公裏,不現實。但是燃料電池,也就是氫能電池就不一樣了,氫氣的能量密度比燃油大,比鋰電池高上百倍,氫能電池可以更緊湊,也更適合長期存儲,能放幾周,甚至幾年。相比純電汽車來說,氫燃料即充即走,跟汽油車完全的一樣,加氫與加油一樣,都隻需要三五分鍾,車主就不必到處找充電樁,再坐車裏等充電了。單純這一點來說,優勢就非常大!
 

氫之所以具有吸引力,還因為它可以從各種資源中生產,製氫的來源有很多種,有 可再生能源電解水、生物製氫、光催化劑等多種方式。目前鹽水電解是主要的氫燃料來源,而大海水資源,又是取之不盡用之不竭的。當然,電解製氫耗電能,但結合風能光能製氫是個比拉電纜更經濟的方法。很多風能光能站都建在遙遠的山上海上,把生產出來的電能直接轉變為氫氣,比鋪設昂貴的電纜更經濟。而且現在使用太陽能直接製氫(不通過電解)的技術發展很快,如果成功,那氫氣將成為廉價的取之不盡的能量來源。近幾年日本頂級大企業大學,比如川崎重工千葉大學都在研究製氫運氫的技術,高壓和超高壓運輸手段已經可以確保氫氣運輸的損失降到很低的水平。日本作為一個幾乎各種資源都依賴於進口的國家,氫能源技術如果真的成熟,對日本的重要性,將會是翻天覆地級的。


這就是現在,日本就舉全國之力發展氫能源的重要原因。

中國企業現在還在爭先恐後造電動車上市圈錢階段,日本的氫能源車已經到了量產更新換代階段了!2014年,日本以第一款商用氫動汽車問世。現在,日本氫能第二代汽車-豐田Mirai問世,這車新增加了全自動駕駛、車窗玻璃的液晶顯示屏、人工智能、物聯網等功能,一次行駛距離達到了800公裏。到2025年,將要把續航裏程增加到1000km。 


氫動車的好處是:
1.它完全不用汽油,也不用充電鋰電池作為動力源,而是完全使用氫能。
2.排出來是清水,完全實現了零排放、零汙染。
3.車上搭載有兩個氫氣罐,一次充氣隻需要3分鍾左右,可以行使650公裏,價格為5000日元,和人民幣300多,和汽油差不多一個價。
4.汽車沒有發動機,隻有一台啟動馬達,車蓋與車尾不會發熱,車內不會有異味異響。
5.最牛逼的是:在這個汽車後蓋箱有一個電源輸出插口,用專用的電源線連接家庭插座,可以保證一戶人家一個星期電力供給,你全家都可以進照明,做飯,看電視,空調,洗澡熱水器一個星期。在城市出現停電時,甚至還可以點亮信號燈與路燈。


未來,日本將要把氫能汽車生產能力在提高10倍,完全開啟氫能源車時代。更牛逼的是,日本不僅研製生產氫能轎車,還生產氫能公交車,運輸車,卡車等等。不僅有氫能汽車,日本還研製了氫能輪船。日本川崎重工製造,世界上第一艘氫運輸船——116米高的Suiso Frontier開始投放市場.


對日本來說,氫能研發和使用,要打造成一個全生態的新產業鏈。氫氣製造加工儲存——氫能源汽車的製造——高壓氣罐的研發製造——汽車與氣罐新材料的研發生產——氫氣運輸車運輸船的研發製造——高壓氫氣的安全運輸——加氫站的建設與普及——氫能源汽車的銷售與售後服務等。日本現在,幾乎已經打通整個產業鏈的完整構建。

現在全世界都看好純電動車,已經有人給日本下了戰敗的預測,但日本人似乎不在乎這個。日本人很軸,曾經在高清電視領域輸掉過,那時他們傾力發展模擬技術,等離子體顯示的高清電視,大家還記得世紀初單價幾萬美元的背投電視機嗎?最近網上出來一張照片,上海有人2000年花7萬買的背投電視,現在十元錢被人收走,而同樣的錢當時可以買個小套房子,現在至少600萬。日本人在高清電視領域敗給了數字模式,LED顯示的技術,輸得精光。當然,日本也贏過,很多領域!

我預計,這次日本不會全輸。技術領域,決定一個技術是否流行,不光完全是技術本身,還有政治,經濟諸元素,如華為的5G技術,本身很先進,但因為地緣政治原因可能無法盛行,但在中國使用應該沒問題。氫能技術由於目前日本掌握了壓倒性的優勢,中美歐不願意被日本控製,恐怕不會走全氫的道路。在氫動車和純電車旗鼓相當的情況下,恐怕氫動車隻能流行於日本了。

但如果氫動車的優勢很大,估計還是會流行於全球的。另外,氫能除了可以轉變為電,它本身也是一種可燃物,而且燃燒的產物是無汙染的水。理論上,任何現存的內燃機,經過改造都可以燃氫,原來燒煤燒氣的設備,也可以轉而燃氫。如果製氫儲氫的技術得到改進,成本低廉而安全可靠,那氫能的前途應該要比電池更廣闊!

讓我們拭目以待,在我們有生之年,應該可以看到這兩項技術競爭的結果,是你死我活呢,還是相得益彰?
 

 

 

 

 

[ 打印 ]
閱讀 ()評論 (20)
評論
fonsony 回複 悄悄話 十幾年前回廣州、街上的計程車應是用氫、背後一個大罐
6ba6 回複 悄悄話 氫能汽車也是電動車,隻不過是把特斯拉的鋰電池換成燃料電池而已,當然燃料就是氫氣了。燃料電池技術很成熟
我住長江邊 回複 悄悄話 樓下的想法我能接受,我雖然不敢買氫能汽車,但是願意坐氫能公交車,輪船和飛機。說不上什麽科學依據,就是普通人對安全的心理需求
識時務投資 回複 悄悄話 日係汽車公司也在大力研發電動汽車。將來可能是bus 用氫,小車用電。
我住長江邊 回複 悄悄話 說個大白話,大家都知道氫彈的巨大威力,對氫能源有天然的恐懼。也許樓主是氫能專家,但是絕大多數人不懂氫能的安全,也很難接受。汽車是個公眾產業,沒有大多數消費者的接受,推廣極其困難,當然未來有一點可能
朱頭山 回複 悄悄話 回複 '我住長江邊' 的評論 : 氫能車並非科幻,是現實,每年有上萬倆賣出。也不是隻有日本在搞,中國也將氫能作為卡車,遠洋貨輪和飛機的主要綠色能源選擇。在乘用車方麵,我認為主要的問題是日本壟斷了氫能車的專利,其它國家不願受製於人而已,而且氫能目前比電動車的優勢不明顯。未來是個競爭的關係。氫能的適應性更廣是其優勢!
我住長江邊 回複 悄悄話 樓主可以把理由說上天,仍然需要詳實的大量的試驗驗證。而且,公眾對氫能汽車安全的接受性應該很低,市場很難打開。如果真能等到大量氫能車的安全證明,大夥兒都開上電動汽車了,誰去轉開氫能汽車?
朱頭山 回複 悄悄話 回複 '我住長江邊' 的評論 : 以前中國就有很多出租車用液化天然氣的,沒聽說有特別的危險,而且還是用那種一般的氣罐。高壓氫氣本身並不會爆炸,有一點泄露也就是氣體,隻有遇到明火才會燃燒,而隻有形成瞬間高壓才會爆炸。其危險程度不會比液化石油氣更高。經過特殊加強的氣罐會將可能性降低,而液化技術的發展也會進一步提高氫能的安全性。
我住長江邊 回複 悄悄話 氫能車的安全肯定是一個隱患。汽油車的油箱點火才能燃燒爆炸,氫能車的氫氣箱隻要有一點點漏氣,就會產生巨大的爆炸,無人能幸存。就算你說可能性極小,你在城裏做一個民調,敢開氫能汽車的人,估計不會超過1%,何況城裏高知和文化人比比皆是,科盲應該極少
遍野無塵 回複 悄悄話 氫內燃機汽車(HICEV)和 氫燃料電池車(FCEV)不是一回事。
不知道日本是晚HICEV 還是FCEV。
遍野無塵 回複 悄悄話 製造氫氣, 並不見得就更環保,消耗的能量那裏來。如果用電,和電動車的電池沒有啥大區別。如果氫氣車用個高壓罐,和燒煤氣/天然氣有啥區別,都有安全隱患--易燃易爆。開車帶個大“炸彈, 心裏不舒服。
朱頭山 回複 悄悄話 回複 '鄉人66' 的評論 : 炸藥可以在密閉下起爆,因為其自身含有產氣的元素,隻要引爆即可。氫氣和汽油一樣,隻有和氧氣產生反應,瞬間產生大量氣體才會爆炸,就像往汽油箱扔火柴,箱內氧氣用完就自滅了,氫氣瓶內沒有足夠的氧氣也不會爆炸的,即使撞車導致瓶體破裂,也最多和汽油一樣燃燒,而不是爆炸。氫能的缺點很多,但爆炸是最弱的一種,而且隨著技術的發展,這個方麵的顧慮不足掛齒了!
半島人 回複 悄悄話 “我預計,這次日本不會全輸。”
-------------
隻靠日本本國市場是無法支撐一種新能源汽車的。當氫電池汽車的專利全在日本手上,中國和美國是不會大規模使用這種技術的。氫電池的致命弱點是配套的基礎設施。可能對於跑運輸的大卡車還比較適用。在城市上下班的話,電動車可在晚上家裏衝或上班時在停車場裏衝,比汽油車還方便。
半島人 回複 悄悄話 westshore2021-05-21 22:49:29
電動車成熟需要再等十年吧。
-----------
電動車現在相比傳統汽車已經完全有競爭力,隻有在少數應用場合還不適合。這就像PC發展到了Window3.1,雖然還不完善,但已經非常可用。可以預計充電速度會每年加快,容量會每年增加。而中國由於政府政策的引導,電動車的發展會遠快於世界其他國家。
半島人 回複 悄悄話 一個決策錯誤導致全盤落後。鋰電池最早商業化的是SONY,日本在2000年之前就推出過純電版的RAV4,但陰差陽錯,日本汽車工業沒看到電動車的前途而押寶於氫電池汽車,而錯過了電動車的第一波大潮。現在全球電動車的關鍵技術:1)電池,2)自動駕駛。電池方麵中國全麵領先,下一個創新是固態電池。自動駕駛方麵本來就不是日本的強項。
電動車未來的趨勢可能像現在的手機:美國在高端電動車有優勢,但在市場占有率方麵遠落後於中國,就像蘋果和Android手機的現狀。德國和日本將在電動車時代被甩到第二梯隊。
剛過去的上海車展展示了國內眾多的電動車品牌,從高端到低端都有許多選擇,相比之下,Tesla以及顯得勢單力薄。日本在電動車時代可能被完全淘汰,到現在還拿不出什麽有競爭力的東西來。
鄉人66 回複 悄悄話 誰敢開這樣的車?除了恐怖分子,還有誰,報上名來。
鄉人66 回複 悄悄話 一個液氫罐的爆炸威力絕對超過同重的T N T。
鄉人66 回複 悄悄話 為什麽不提氫能源車的安全性。
westshore 回複 悄悄話 美國有氫能汽車,主要問題是加氫站太少,而一般需要每月加一次氫(其實就是換一個液態氫罐子,很方便)。
加州首府有一個站,顯然太少了。氫能車是燒氫,生成水作為排出物。
電車最大的隱患還是電池起火,尤其是室內充電,而美國人多數情況下是車庫室內充電。
電動車成熟需要再等十年吧。
markyang 回複 悄悄話 在新能源車的領域,多種技術線路都存在肯定會是未來的必然模式,不可能一種技術通吃
登錄後才可評論.