氢燃料电池汽车的环境效益分析
将氢直接作为燃料在发动机中燃烧以获得动力,而氢燃料电池则是将氢在燃料电池中经化学作用转化为电能,然后靠电动机来驱动汽车。在此领域,通用是当之无愧的领导者,其代表作就是通用Sequel氢燃料电池车。
虽然早在2005年的上海车展就登场亮相,但是通用Sequel氢燃料电池车却一直以来被认为是燃料电池车领域的经典之作。因为与之前的燃料电池车相比,通用Sequel氢燃料电池车在可驾驶性方面取得了突破性的进步,其动力表现与驾驶性都堪与目前使用汽油燃料的汽车产品媲美。
通用Sequel氢燃料电池车通过采用线传操控技术,不仅提高了车辆安全性、简化了维护程序、拓展了设计自由度,而且也更环保。其几乎所有的驱动和控制组件都安装在28厘米厚的底盘结构上,几乎每个方面的性能表现都比现有的传统汽车更胜一筹——更迅速、更平稳、更便于操控、便于生产、更美观也更安全,最重要的是,它只排放水蒸气,完全没有污染。
四、氢燃料电池车的发展前景
1 氢燃料电池汽车推广的制约因素
虽然氢燃料电池汽车在环保方面有很大的优势,但是它还处于发展的初级阶段。限制其发展的主要因素有:
(1)生产成本高:目前,氢的来源一般是天然气和沼气。此外,可以通过电解水将氢和氧分离而提取氢。而电能则可以通过煤或核反应堆发电来产生。由于氢的提取需要消耗其他能源,因此,如果使用煤、天然气、沼气等碳氢燃料来提取氢,则会排出导致温室效应的气体。采用风力和太阳能可以解决这一问题,但这种开发方式费用太高,从而导致氢燃料电池汽车的成本增加。此外,一些辅助设施如氢燃料加注站的建设也要费些时日。
(2)能量密度小且储运不便:氢燃料储存困难,有泄漏和气化的问题,包括爆燃、回火、早燃等问题有待解决。
综上所述,氢燃料虽然污染低,但是储存困难,有泄漏和气化的问题,包括爆燃、回火、早燃等问题有待解决。氢气的生产方法有多种,但只有在解决了其成本、储存等问题以后才有可能批量使用。
2 加速氢燃料电池汽车推广的对策
发展适合我国国情的低成本高效环保的大规模制氢技术
根据我国煤炭资源丰富的特点,应着重发展高效、低污染的集中式煤气化大规模制氢,要加强对煤炭气化过程中CO2捕捉和封存技术的研究,同时应重点加强我国有一定基础的、具有长期发展前景的可再生能源制氢技术。随着我国核能技术的日渐成熟,应逐步探索可控核能制氢技术。
发展高效的氢储存技术
目前我国对储氢材料的研究比较活跃,研究内容涉及到了高压储氢、碳纳米管储氢、新型合金储氢、有机化合物储氢、碳凝胶储氢、玻璃微球储氢、氢浆储氢、层状化合物储氢等当前国际氢储存技术研发的主要方面,并在金属氢化物储氢、碳纳米管储氢、复杂化合物储氢等方面具有优势。今后应进一步重点发展:新颖金属合金储氢、碳纳米管储氢、高压液态储氢、有机化合物储氢、车载储氢系统等技术,探索层状化合物储氢、笼形水合物储氢等技术。
加强氢燃料电池技术和氢燃料电池汽车以及相关基础设施的研发
发展氢经济的一个重要方面是发展氢能交通运输体系和氢能基础设施建设。在氢燃料电池方面,我国可重点发展:大功率质子交换膜燃料电池技术、中低温固体氧化物燃料电池技术、基于燃料电池的系统集成技术、质子交换膜技术、电催化剂技术、先进的膜电极组件技术、无铂催化剂技术等,同时积极探索生物燃料电池、再生式燃料电池技术、冷启动(CokdStart)技术等研发。
加强以氢能和燃料电池为核心的分布式氢能源系统研究
由于氢能和燃料电池具有诸多优点和分散供能的特征,因而加强以氢能和燃料电池为核心的分布式能源系统研究已成为今后国际研发的重点。当前这种以氢能和燃料电池为核心的分布式能源系统的发展趋势是与可再生能源利用相结合,以氢为载体,以燃料电池为能源转化工具,加强对可再生能源的开发。
关注氢经济发展的相关环境问题与安全
虽然氢能本身是一种绿色的能源,但在用化石燃料制氢过程中,如果封存技术不当,仍会有CO2泄漏到大气中造成温室气体增加。氢在生产、储存、运输以及氢燃料电池使用过程中都不可避免地存在氢气泄漏问题。当泄漏到周围环境中的氢气达到一定浓度,遇到明火可能会发生强烈化学反应甚至爆炸,造成人员和财产损失。此外,泄漏到大气圈中的氢气会与大气中的臭氧反应,破坏对人类起保护作用的臭氧层。因此,应加强与氢安全相关的氢检测传感器技术、潜在事故情景处理技术等研究。
有效鼓励企业参与氢能和燃料电池技术的产业化和市场化开发
按照市场经济的运行规律,氢能和燃料电池技术只有在技术成熟、具价
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