鉅大LARGE | 點擊量:1608次 | 2019年05月28日
認知錯誤還是氫能源才是真正意義上的新能源?
最近,氫能源汽車乘著政策的東風開始搶奪起電動汽車的熱度;這一現象像極了最初電動汽車出現在市場中那時,各路人馬對此褒貶不一,并對其展開了激烈的辯論。
其中贊成的一方表示“氫能源才是真正意義上的新能源,而且燃燒幾乎不產生污染物。”反對的一方則表示“汽車拉著氫氣就等于拉著一個大炸彈,危險系數太高不合理。”雙方的觀點乍一看起來都顯得有理有據,好像都有一定的道理;但若是細細分析一下,就會發現雙方的觀點都有一些認知不徹底的地方。
氫能源的使用過程的確“清潔”,但是生產過程嚴重依賴化石能源
毋庸置疑的是,氫能源汽車在使用過程中幾乎不會釋放任何有害物質;不過首先要了解的是:當前流行的氫能源汽車驅動方式并不是類似于內燃機那般燃燒氫氣獲得能量,而是通過“燃料電池”來將氫氣和氧氣結合,這是一種化學反應,在反應過程中會產生電力、水和熱能,這種化學反應過程的能量轉化效率比氫氣單純燃燒的效率要高出2-3倍;而且反應過程中產生的廢料除了微量的二氧化碳和氮氧化物外,主要是水,這也就是為何大部分人們一致認為“氫能源”才是清潔能源的最佳代表。
不過不能忽視的是氫氣的制取過程,由于燃料電池反應所需的氫氣對純度要求很高,目前主流的工業制氫如水煤氣制氫、石油天然氣制氫等方法制出的氫氣純度很難滿足要求。而最合適的制氫方法便是通過電解水制氫,且不說現在電解水制氫的催化劑多為昂貴的貴金屬鉑基化合物,就說現在電解水制氫所需要的巨量電能。
氫能源才是真正意義上的新能源?還是存在一定的認知錯誤
眾所周知,目前即便是從全世界范圍來看,火電也是最主要的電力來源;在2018年全球26.672萬億千瓦時的總發電量中,火電的占比為64%;而我們中國火電的發電量占比更是達到了73.5%。所以若是在目前這種電力來源結構下,推行氫能源發展,雖然會在終端減輕不少污染;在制氫過程中的電力二次損耗將會在導致電力負荷快速上升的同時導致更多的環境問題。
所以,氫能源即便是“使用中”的清潔能源,但是目前“不清潔”的電力生產結構卻使它顯得并不是那么清潔。只有在我國的其他可再生發電模式(風能發電、水力發電、太陽能發電、潮汐發電)進一步發展之后,氫能源才稱得上是真正的“0”污染能源。
氫能源儲存方式多種多樣,并不都是高危型儲存
對氫能源的安全性報以懷疑態度的人們,他們的想法也并不是錯誤,我們日常所見的儲氫方式的確多為高壓罐儲存。而又由于氫氣的密度較小,儲氫效率很難提高,想要在汽車這個有限的空間內儲存能讓車輛續航數百公里所需的氫氣,只能通過超高壓氣罐才能實現。譬如豐田現售的MIRAI氫能源車型上部署的就是兩個700的大氣壓的高壓氫氣罐。
也就是豐田運用的高壓儲氫方式,讓人們氫能源的推廣產生了不可避免的擔心。畢竟在事故中,只要車速超過了60km/h車身鋼結構就會發生形變,而萬一碰撞中高壓氫氣罐發生破損,遇到電火花后不就會變成一顆小型炸彈?這種顧慮并沒有錯,如果是普通的壓力罐受到破損后遇到明火,自然會變成一個威力不小的炸彈;但是目前氫燃料汽車用的氫壓力罐卻是不同。
依舊是以豐田的量產氫能源汽車MIRAI為例,在測試中80km的撞擊中,即便是車體發生了眼中的形變,但是罐體并沒有損傷,這是因為這種車載高壓氣罐的主體部分沒有金屬,主要材料為樹脂、碳帶和玻璃纖維,耐壓性有了充足的保障。
估計有人會問,即便不怕這種程度的碰撞,萬一車輛著火呢?這種材質的氣罐豈不是一燒就炸?首先長時間的加熱即便罐體阻燃,內部氫氣受熱膨脹肯定也會撐破罐體。所以此類罐體都會設置一種叫做“易熔塞”的閥門,一旦達到限定溫度,易熔塞就會融化將罐內的氫氣釋放而出。
不過也不用擔心火焰會順著氣流進入罐體引發爆炸,或者說噴出的氫氣會加大火勢。易熔閥是是一種止逆閥式,火焰并不能逆向進入氣罐里。另外氫氣會向汽車的右斜后方向外排出,而且速度會受到控制,不會發生爆燃事件,更會像一個大型打火機的燃燒效果。
況且,目前還有另外一種儲氫方式正在向量產的道路上進發,這是一種金屬儲氫法,利用某些特定的金屬在一定的溫度和壓力下市它們和氫氣結合產生金屬氫化物,而在另一特定溫度下這些金屬氫化物又會發生逆向反應重新生成氫氣。這種儲氫方法相當的高效,一單位體積的儲氫金屬,最少可吸收1300倍體積的氫氣,切生成的金屬氫化物的穩定性也相當高,可以說是未來最可能成為主流的小型儲氫方法。
不過目前由于材料的限制,這種儲氫方式的成本還比較高,只能在一些高端裝備上得以運用;不過據最新消息我國研制的含鈰量較少的富鑭混合稀土儲氫合金MlNi5已經解決的成本過高的問題,而其他國家也傳出了不少替代金屬的解決方案,所以此儲氫方案的前景相當宏大。
而除了金屬儲氫之外,還有諸多從原理上更能讓人信服的儲氫方法,譬如玻璃微球儲氫、吸附儲氫、有機化合物儲氫等儲氫方式正在研發之中。所以說未來的氫能源汽車的安全性有可能會比現在的燃油汽車更加高,“背著炸彈”這種擔心并不實際。
氫能源從本質上來講是一種健康的無后續污染的優質能源,而它從使用反應過程中來看又可以說是一種“取之不盡,用之不竭”的可再生資源,它會成為未來一段時期內人類的主要能源是一種可以想象的結果。
只是目前受到制取和儲存的種種技術限制,讓它還不能勝任這個角色,但是路都是人走出來的,有嘗試才能有進步,我們為何不能抱著友好的態度去看待這個新生事物呢?不過,部分媒體的失實報道的確很讓人糟心,也會讓很多不了解這一行業的群眾產生抗拒心理,不過真理之所以叫真理,是因為無論如何它都會實現,而美好的世界也一定會實現,讓我們更耐心一些,去期待新技術給我們生活帶來的轉變。
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