氢能源技术真的有那么神秘吗?看丰田如何揭开氢能源神秘面纱

  2019-06-12 08:06:28 政策   47

随着世界工业不断发展,大量化石能源(煤、石油、天然气)的使用对地球环境造成严重污染,并造成严重的全球变暖现象,这个世界急需一种真正能普及的清洁能源。

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其实这样的清洁能源就在我们身边,氢能,就是世界公认的清洁能源,被誉为 21 世纪最具发展前景的二次能源。氢具有清洁无污染、储运方便、利用率高的特点,能通过简单的化学反应直接转换成电能,而且反应产物只有清洁的水。最重要的是氢的来源广泛,制取途径多样,空气中、水中、工业化学反应过程中都能直接获得或产生氢。

氢能源作为二次能源,非常适合为风能、太阳能等可再生能源用做储能。氢能源还是很好家庭生活用电替代者,氢燃料电池的供电能力强劲,一般一台家用的氢燃料电池汽车就能轻松满足家庭日常生活用电,在电网不方便铺设的地区和电力供应不发达地区都是很好的补充。

纵观全球,自进入 21 世纪以来,氢能的开发利用步伐逐渐加快,尤其是在一些发达国家,都将氢能列为国家能源体系中的重要组成部分,人们对其寄予了极大的希望和热忱。而氢能清洁利用的关键就是发展高效的燃料电池。燃料电池是将氢气的化学能直接转化为电能的装置,具有转换效率高、零排放等特点,是目前最佳的氢能利用技术。近年来,随着燃料电池技术的不断完善,氢燃料电池汽车、分布式发电等等应用都开始进入实用阶段,丰田公司就是其中的佼佼者。

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早在20年前,丰田就开始了氢燃料电池车(FCEV)的开发,最早发布的是1996年搭载燃料电池和吸氢合金罐的FCEV;2002年12月领先于世界,在日本和美国导入了SUV类型的“丰田FCHEV”;2005年在日本国内首次获得型式认证;2008年丰田又大幅提升了FCEV的续航距离和零度以下的起动性能。2014 年底丰田首款量产的燃料电池汽车 “MIRAI” 正式上市销售,截止到目前已经在日本和美国与欧洲地区累计销售了五千多辆,是真正得到市场认可的氢燃料电池汽车。

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在不断试错的过程中,丰田并没有放弃这项技术,持续致力于开发,FCEV的总行车距离已超过200万公里。日前,丰田还将“MIRAI”带到了中国研发中心,对氢燃料电池汽车在中国的运用和量产展开先期的试验和可行性研究。

在困扰FCEV普及关键的一点——成本方面,借助于混合动力共通技术的不断普及和进步,丰田已成功将量产MIRAI的售价降低至十多年前开发成本的1/20以下。而且搭载在MIRAI上的燃料电池实现了小型化和世界顶级的功率密度。

除了氢燃料电池乘用车,商用车方面,丰田依然走在了前面。将零排放的燃料电池用于商用车行业的环境效益比乘用车会更显著。丰田在今年年初就开始销售丰田品牌的FC巴士,预计将在东京都交通局运营的路线上开始采用FC巴士。该车沿用“MIRAI”的部件,续航距离大约200km。集中化运营的商用车对加氢站的需求也降到了最低。

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加氢站的普及率也是目前影响氢燃料电池汽车实际运用的主要障碍之一,丰田在这方面同样在推动建设。丰田的加氢站运用了多项先进技术,在保证安全的同时,基本可实现与加油相同的灌注时间,丝毫不影响现有用车习惯。2015年在日本各地已建成大约80处加氢站,目标在2030年要达到800处,同时实现加氢站独立经营。今年,丰田在其中国研发中心本部也新建了丰田国内首家加氢站,配合MIRAI在中国进行的实证实验。据悉,未来上海也将建设多个加氢站,为氢能源汽车量产并投入使用先期铺路。

这样看来氢能源其实一点都不神秘,我们的身边早就有它的身影存在。得益于这些年社会的不断重视和像丰田这样的厂家不遗余力的推广,氢能源正在快速的步入我们的生活。然而,目前来说氢的制取与储运、燃料电池性能的提高、以及加氢站的建设等问题仍是制约氢能源发展的主要因素,在产业初期,仅靠企业一己之力很难取得长足进步,还需依靠相关政策的支持以及更多车企的投入。不过笔者也相信这仅仅是个时间问题,而且这个时间还不会很久,毕竟各方面条件都已接近成熟,不久的将来我们一定会看到大量的氢能源汽车在路上飞驰。