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中日新能源汽车PK:电动车vs燃料电池车 谁更有前途?

2015-11-12 00:20
Timeless落尘
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  从原理上讲,FCV是一种混合动力车,其驱动方式和混动车中的“串联”方式相近。即发动机(在这里,是燃料电池)发电,带动驱动用电动机运转,使车辆行驶。无论通过何种途径获取氢气,在车内都存在着一个化学能转换为电能的能量转换过程。在这个过程中,会产生能量的消耗,即使不考虑在燃料电池中氢-氧化合反应的效率,也存在着一个产生大量的反应热的能量消耗(因此FCV的散热器要大于普通汽油车)。

  为实现用氢气驱动车辆行驶的目的,需要进行多次的能量形式转换。考虑到效率问题,能量转换的次数越多,则损失的能量越多,环保性能就越差。

  和FCV相比,EV需要的是电力本身。所以,在“Well to Wheel”的整个过程中,EV减少了能量形式的转换过程,所以在整个过程中排放的二氧化碳总量要少。

  所以,FCV的环保性低于EV。

  从上面的分析看,几乎在所有的因素中,和EV相比,FCV都处于竞争的劣势地位。

  七、为什么丰田公司会在EV和FCV之间选择后者?

  一个原因恐怕是在主观上的倾向性。

  大家知道,燃料电池的原理最早可以追溯到20世纪60-70年代美国实施的阿波罗登月计划。当时,NASA为兼顾飞船用电和宇航员生活,使用了燃料电池技术。这样,在获得电力的同时,解决了宇航员生活用水等问题。

  阿波罗计划实行的时期,正是日本社会处于经济高速成长的时期,对外界信息非常敏感。尤其阿波罗计划是人类文明史上的壮举,日本人对此几乎是耳熟能详。所以,从感觉上,燃料电池比较高大上。

  另外一个原因,恐怕是没有預料到车用燃料电池技术的复杂程度,没有经过充份的技术论证而匆匆上马。

  燃料电池的原理,可以说在任何一个高中化学课上都可以简单地进行演示实验。氢气+氧气通过化合反应生成水的过程,可以说所有的合成反应中最为简单的一种。在看过这种演示之后,没有人会去怀疑燃料电池的可行性。但是,实验室的演示和工业生产是完全两码事。

  比如说,在实验室制氯气,可以用浓盐酸(HCl)与二氧化锰(MnO2)进行反应。但是,如果工业制氯也用这种方式,其成本就太高了。

  据说,目前市场上的FCV的登场,开始于一个简单的日常对话:2002年,当时的日本首相小泉纯一郎问其好友丰田总裁奥田硕:“在汽车业界有什么可以推动日本成长战略的新技术?”奥田回答说:“FCV马上就可以搞起来!”

  于是,这随口说的一句话,引出了日本政府全力支援FCV技术发展的政策。当时的日本汽车厂家将正在研发过程中的燃料电池技术进行改良,使其达到了能够装上汽车,上路行驶的程度。但当时汽车厂家所推出的,也只是起示范作用的、供短途行驶的大型公共汽车。因此,不需要考虑行驶距离,也不注重小型化,甚至运行成本及燃料补充等社会基础设施也不重要。

  那时,恐怕只有很少的人意识到,在那个技术水平下,继续研发家用FCV系统(即小型化和高容量化),将会遇到一些多么大的坑!

  比如,为了储氢气,需压缩到700个大气压。可是,气体在压缩过程中会产生大量的热,会将氢气的温度升高到3,752摄氏度!且不说有哪些可用来制造氢气储罐的材料可以承受这个高温(最常用的钢材——45#钢熔点为1,535摄氏度,沸点为2,750摄氏度),就是连接加氢设备和FCV的那根“橡皮管子”,就没有办法制造!所以在压缩氢气(也就是装填氢气的过程中)必须同时进行冷却!

  再如,大家都知道燃料电池在工作中只产生水,却没有考虑到氢氧化合反应所生成的水会附着在电池的反应装置上,从而阻止反应的连续进行,因此燃料电池中必须建立某种机制,将生成的水吹离。

  ……燃料电池的开发真的是一步一个坑!

  真不知道如果当年奥田总裁知道前途如此的坎坷是不是还会说那样的话!

  日语中没有“坑爹”这个词,但恐怕这个想法会不止一次地出现在研发人员的脑中!

  据美国媒体Think Progress报道:特斯拉的CEO Elon Musk评价FCV是“极其愚蠢的”(are extremely silly),“氢气是个非常愚蠢的替代燃料”(hydrogen is an incredibly dumb alternative fuel)。EV厂家的主管自然不会对竞争对手说好话,但也反映了美国主流媒体的观点。

  八、为什么在这种情况下,日本厂家仍然积极研发FCV?

  其中一个主要的因素,恐怕是由于FCV技术方面的门槛很高。通过继续研发,日本厂家可以保持对美国厂商和中国厂商的技术优势,同时阻止这些厂商涉足燃料电池领域吧?

  日本文化中有一种“一条道跑到黑”、“不撞南墙不回头”的固执因子。几十年前的第二次世界大战后期是这样;近十年来的经济活动也是这样:日本国产翻盖手机坚持走老路,而被海外智能手机夺走市场;某著名家用游戏机厂家坚持不走网游路线,最后业绩凋零;某著名液晶电视厂家坚持走高端路线,最后不得不将液晶电视工厂卖给中国的竞争对手……

  近年,日本媒体上一个热词频频显现:“加拉帕戈斯化”。其原意是指在太平洋的加拉帕戈斯小岛上,因于大陆之间有海洋的隔绝,因而形成了独自的物种进化系统(据传当年达尔文正是在这里得到启发而写出了《进化论》)。现在引申为特指日本电器厂家不顾国际潮流独自发展,而形成了与世界格格不入的产品系列这一现象。

  如果FCV技术不能推广到世界的汽车业界,而仅仅满足于在日本国内“闭门造车”,很可能成为一个新的“加拉帕戈斯化”产品的例证。

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