氫能源汽車(chē)與純電動(dòng)車(chē)對(duì)比分析
目前,世界各國(guó)針對(duì)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)都在尋找一種既潔凈又儲(chǔ)量豐富的能源來(lái)緩解日益緊張的石油資源和改善不斷惡化的環(huán)境,使用此類(lèi)能源的汽車(chē)就是人們常說(shuō)的新能源汽車(chē)。新能源汽車(chē)的發(fā)展方向呈現(xiàn)多元化,主要有電動(dòng)汽車(chē)、燃?xì)馄?chē)和混合動(dòng)力汽車(chē)三種,而在現(xiàn)階段,技術(shù)相對(duì)較成熟、污染程度最小的,當(dāng)屬電動(dòng)汽車(chē)。電動(dòng)汽車(chē)又分為純電動(dòng)汽車(chē)和燃料電池汽車(chē)。而它們都有各自的優(yōu)點(diǎn)和尚需解決的問(wèn)題
純電動(dòng)汽車(chē)純電動(dòng)汽車(chē)(Blade Electric Vehicles,BEV)是一種采用單一蓄電池作為儲(chǔ)能動(dòng)力源的汽車(chē),它利用蓄電池作為儲(chǔ)能動(dòng)力源,通過(guò)電池向電動(dòng)機(jī)提供電能,驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),從而推動(dòng)汽車(chē)行駛。
純電動(dòng)汽車(chē)采用單一蓄電池作為儲(chǔ)能動(dòng)力源,通過(guò)電池向電機(jī)提供電能,驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),從而推動(dòng)汽車(chē)前進(jìn)。其最大優(yōu)勢(shì)在于無(wú)污染、噪聲小,對(duì)環(huán)境保護(hù)十分有益。另外,純電動(dòng)汽車(chē)較內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,運(yùn)轉(zhuǎn)、傳動(dòng)部件少,維修保養(yǎng)工作量小,同時(shí)可回收制動(dòng)、下坡時(shí)的能量,提高能量的利用效率。
在我國(guó),首款面向個(gè)人銷(xiāo)售的純電動(dòng)汽車(chē)是被定名為e6先行者的比亞迪純電動(dòng)汽車(chē),該車(chē)以自主研發(fā)的,具有高安全、儲(chǔ)電多、功率大等特點(diǎn)的鐵電池作為動(dòng)力,一次充電最大續(xù)駛里程達(dá)到300公里,列世界第一。而且,比亞迪還和南方電網(wǎng)合作,為每位購(gòu)車(chē)者配備充電柜,只要車(chē)主有自己的固定車(chē)位,南方電網(wǎng)將上門(mén)為車(chē)主安裝,車(chē)主自己可在家中完成充電。而這不失為純電動(dòng)汽車(chē)推廣的一條可行路徑。
雖然純電動(dòng)汽車(chē)的優(yōu)勢(shì)明顯,但目前的普及程度仍遠(yuǎn)不及內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)。其需要解決的是:
1.降低電動(dòng)車(chē)價(jià)格。目前電動(dòng)車(chē)整車(chē)價(jià)格昂貴的主要原因一方面是蓄電池的價(jià)格昂貴,另一方面也是電動(dòng)汽車(chē)量產(chǎn)小,配件未形成規(guī)模化生產(chǎn);
2.提高一次充電后的續(xù)駛里程,目前蓄電池單位重量存儲(chǔ)的能量太少,使得電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)駛里程過(guò)短,在一定程度上也制約了電動(dòng)車(chē)的普及;
3.延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命。目前一個(gè)新的蓄電池在使用一到兩年后,其充滿電所能儲(chǔ)存的能量明顯下降,基本上三年就要報(bào)廢;
4.發(fā)展包括充電設(shè)施在內(nèi)的基礎(chǔ)設(shè)施。除工作單位、家庭等夜間充電設(shè)施外,還必須建立行車(chē)途中充電所必須的充電網(wǎng)絡(luò)。電動(dòng)汽車(chē)要想普及,基礎(chǔ)充電設(shè)施的規(guī)?;?、網(wǎng)絡(luò)化是一個(gè)不能回避的問(wèn)題;
5.建立一個(gè)電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的缺失,容易導(dǎo)致各電動(dòng)汽車(chē)制造企業(yè)各自為政,生產(chǎn)的電動(dòng)汽車(chē)的充電插口以及相關(guān)零部件無(wú)法通用,限制了電動(dòng)汽車(chē)的推廣普及
燃料電池電動(dòng)汽車(chē)燃料電池電動(dòng)汽車(chē)(Fuel Cell Electric Vehicle,F(xiàn)CEV)是利用氫氣和空氣中的氧在催化劑的作用下.在燃料電池中經(jīng)電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的電能作為主要?jiǎng)恿υ打?qū)動(dòng)的汽車(chē)。燃料電池電動(dòng)汽車(chē)實(shí)質(zhì)上是純電動(dòng)汽車(chē)的一種,主要區(qū)別在于動(dòng)力電池的工作原理不同。一般來(lái)說(shuō),燃料電池是通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,電化學(xué)反應(yīng)所需的還原劑一般采用氫氣,氧化劑則采用氧氣,因此最早開(kāi)發(fā)的燃料電池電動(dòng)汽車(chē)多是直接采用氫燃料,氫氣的儲(chǔ)存可采用液化氫、壓縮氫氣或金屬氫化物儲(chǔ)氫等形式。
燃料電池汽車(chē)電池的能量是通過(guò)氫氣和氧氣的化學(xué)作用,直接變成電能獲得的[3]。這種化學(xué)反應(yīng)過(guò)程不會(huì)產(chǎn)生有害產(chǎn)物。燃料電池汽車(chē)與純電動(dòng)汽車(chē)最大的區(qū)別在于兩個(gè)電池的概念不一樣,純電動(dòng)汽車(chē)用的是蓄電池,把電儲(chǔ)蓄在電池里。燃料電池并不是蓄電池,而是一個(gè)發(fā)電裝置,能源儲(chǔ)存在氫里面,使氫氣和氧氣產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)發(fā)電。氫燃料電池車(chē)與純電動(dòng)汽車(chē)相比,在使用過(guò)程中具有優(yōu)勢(shì),純電動(dòng)汽車(chē)完全充電至少需要7-8小時(shí),氫燃料電池車(chē)的加氫時(shí)間僅為3.5分鐘左右,而且氫燃料電池車(chē)一次加滿氫后的續(xù)駛里程要遠(yuǎn)高于純電動(dòng)汽車(chē)。例如奔馳B級(jí)氫燃料汽車(chē)在儲(chǔ)氫罐充滿燃料的情況下,續(xù)航里程可達(dá)400公里。
在中國(guó),燃料電池汽車(chē)是“十五”期間全國(guó)12個(gè)重大研究專(zhuān)項(xiàng)之一。2012年3月兩會(huì)期間,科技部電動(dòng)汽車(chē)重大項(xiàng)目管理辦公室副主任甄子健認(rèn)為,燃料電池汽車(chē)在5到10年后,將可以像近兩年的電動(dòng)汽車(chē)一樣,通過(guò)示范運(yùn)行進(jìn)入商業(yè)化銷(xiāo)售階段。但是就目前來(lái)說(shuō)燃料電池汽車(chē)仍存在以下技術(shù)難題:
1.氫氣的來(lái)源、儲(chǔ)存以及將燃料(石油、天然氣、煤、甲醇及其它非石油基燃料)轉(zhuǎn)為氫氣的重整器問(wèn)題尚未解決,這也導(dǎo)致了以氫燃料電池汽車(chē)的運(yùn)營(yíng)成本偏高。從目前各大汽車(chē)公司推出的制造成本上百萬(wàn)美元的燃料電池概念車(chē)來(lái)看,如果不能大幅度的降低其成本的話,燃料電池汽車(chē)的推廣普及仍是可望而不可及的;
2.配套設(shè)施極度不完善。加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施幾乎為零,目前全球的加氫站不到100家,而且還處于實(shí)驗(yàn)性階段,這嚴(yán)重影響了氫燃料電池汽車(chē)的普及;
3.燃料電池汽車(chē)整車(chē)及關(guān)鍵零部件技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)重缺乏,使得燃料電池的產(chǎn)業(yè)化受到了嚴(yán)重的制約。有專(zhuān)家分析,要解決上述問(wèn)題,樂(lè)觀估計(jì)需10~20年。不過(guò),一旦上述問(wèn)題得到有效的解決,必將大大加速燃料電池汽車(chē)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
目前,國(guó)家對(duì)于研發(fā)電動(dòng)汽車(chē)和燃料電池汽車(chē)的相關(guān)企業(yè)增加了扶持的力度,加大了相關(guān)配套基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè),同時(shí)也出臺(tái)了一些優(yōu)惠措施鼓勵(lì)企業(yè)和個(gè)人購(gòu)買(mǎi)新能源汽車(chē)。相信在不久的將來(lái),新能源汽車(chē)必將得到普及和推廣