氢燃料电池汽车的环境效益分析

石油、煤炭、天然气燃烧产物主要是二氧化碳，造成地球温度逐年升高。同时，化石燃料中还含有杂质，特别是硫、氮、磷、砷等，燃烧产物酸性，造成大气污染和酸雨，而且还导致温室效应的加剧，刺激皮肤，引起哮喘等多种呼吸道疾病。我国的能源结构以煤为主（约占75％左右），且随着经济建设的迅速发展，能源的消耗量日益增加。

针对这些情况，我们必须找到一种储量大、后续性强、热效率高、储存形式多的环保型清洁能源，氢能源正是这样一种优质能源。在石化燃料日益减少的情况下，我国能源本来就不占优势再加之人均资源占有不足，这就势必要求我国必须比其他国家更重视后续能源的开发利用，而汽车这种机动性强的现代交通工具只能采用“含能体能源”，所以氢能源无疑成为一个新兴的热点。

一、氢燃料电池车的原理

氢燃料电池车的工作原理是：将氢气送到燃料电池的阳极板(负极)，经过催化剂(铂)的作用，氢原子中的一个电子被分离出来，失去电子的氢离子(质子)穿过质子交换膜，到达燃料电池阴极板(正极)，而电子是不能通过质子交换膜的，这个电子，只能经外部电路，到达燃料电池阴极板，从而在外电路中产生电流。电子到达阴极板后，与氧原子和氢离子重新结合为水。由于供应给阴极板的氧，可以从空气中获得，因此只要不断地给阳极板供应氢，给阴极板供应空气，并及时把水(蒸气)带走，就可以不断地提供电能。燃料电池发出的电，经逆变器、控制器等装置，给电动机供电，再经传动系统、驱动桥等带动车轮转动，就可使车辆在路上行驶。与传统汽车相比，燃料电池车能量转化效率高达60-80%，为内燃机的2～3倍。燃料电池的燃料是氢和氧，生成物是水，它本身工作不产生一氧化碳和二氧化碳，也没有硫和微粒排出。

因此，氢燃料电池汽车是真正意义上的零排放、零污染汽车，氢燃料是完美的汽车能源！

二、氢燃料电池车的环境效益分析

1 氢燃料电池汽车的优势分析

（1）从长远来看，汽车产业肯定要走一条可持续发展的道路，石油、天然气、煤炭等资源不可再生，终究会有枯竭的一天，人类最终必然要利用可再生能源或者替代能源。而氢的最大来源是水，特别是海水，根据计算9吨水可以生产出1吨氢（及8吨氧），氢气燃烧热值是28900千卡/公斤，而且氢与氧的燃烧产物就是水，因而，水可以再生。由此可见，以水为原料制氢，可使氢的制取和利用实现良性循环，取之不尽，用之不竭。氢作为汽车代用燃料具有良好的行进加速性、燃料适应性、低温起动性好、超低排放、全工况高效率等优点。

（2）我国氢的来源极为丰富，技术水平也有了一定的基础，水电解制氢、生物质气化制氢等制氢方法已形成规模。其中低价电电解水制氢方法在今后仍将是氢能规模制备的主要方法。另外，用氢代替煤和石油，不需对现有的技术装备作重大的改造，现在的内燃机稍加改装即可使用，这可以降低氢能应用成本。

（3）氢燃烧的产物是水，不会污染环境，真正实现了零污染的目标。

2 燃油汽车与氢燃料电池汽车的环境指标比较

2.1 燃油汽车环境指标

传统燃油汽车在运行过程中会产生大量的有害气体,不但污染环境,还影响人类健康。污染物主要包括：

（1）碳氢化合物（HC）：汽车尾气的碳氢化合物中含苯、甲苯和二甲苯等有害物质。其中以苯的危害最大,它是一种致癌物质。

（2）氮氧化合物(NOx)：这是一种强烈的腐蚀剂,对人的呼吸系统有刺激作用,会引起气管炎、肺炎等,削弱血液输氧功能。

（3）一氧化碳(CO)：它是一种无色、无臭的有毒气体,通过呼吸道进入人体后,会造成人体内部缺氧,危害中枢神经系统,轻则头晕、头痛、四肢无力、视力受损,重则中毒死亡。

（4）二氧化硫(SO2)：这是一种无色无味的气体,能损害人的肝、肾和心脏,对呼吸系统有强烈的刺激作用。此外,二氧化硫还是导致酸雨的重要原因,给国民经济带来重大损失。

（5）臭氧(O3)：臭氧对人体的器官和肺部均有损害作用,对心脏、肝等器官也有不良影响。此外,燃油汽车的尾气中还含有产生温室效应的CO2,导致酸雨的氮氧化合物和硫化物等

2.2 氢燃料电池车环境指标

氢燃料电池汽车以氢为燃料、蓄电池的电能为动力，排放物中无污染物。表1比较了燃油汽车和氢燃料电池汽车的废气（主要成分）排放。

表1燃油汽车和氢燃料电池汽车的废气（主要成分）排放比较

由表1可以看出，氢燃料电池汽车基本上是零排放，在环保效果上比燃油汽车有更大的优势。
　　
三、氢燃料电池汽车在现实中的应用

代表车型：通用Sequel氢燃料电池车与氢内燃机动力技术类似，氢燃料电池动力技术也是以氢为能量源。不同的是氢内燃机动力技术是