電動汽車的發(fā)展速度越來越快。這是減少交通業(yè)二氧化碳排放的一個重要因素。
但是，僅僅使用電池電力驅(qū)動40噸的重型卡車進(jìn)行長途運輸?shù)慕?jīng)濟(jì)性如何呢？考慮到電池重量、充電時長和目前技術(shù)上的限制，純電池動力系統(tǒng)并不是重型卡車的首選。
然而，在不久的將來，即使是40噸重的卡車也能在全電動模式下行駛1000多公里，實現(xiàn)的關(guān)鍵在于燃料電池動力系統(tǒng)。當(dāng)使用可再生能源生產(chǎn)的氫作為動力時，這種動力系統(tǒng)使貨物和商品的運輸能夠與氣候保持中立。
博世正朝著這個方向邁出第一步，主要專注于卡車燃料電池動力系統(tǒng)的研發(fā)，公司計劃在2022-2023年開始生產(chǎn)相關(guān)產(chǎn)品。一旦它們在卡車領(lǐng)域站穩(wěn)腳跟，博世的燃料電池動力系統(tǒng)就會越來越多的進(jìn)入乘用車領(lǐng)域——理所當(dāng)然地使它們成為未來動力系統(tǒng)組合中不可分割的一部分。
燃料電池和氫將成為未來交通關(guān)鍵組成部分的七個原因：
1)氣候中立
在燃料電池中，氫氣(H2)與周圍空氣中的氧氣(O2)發(fā)生反應(yīng)。這個反應(yīng)釋放的能量被轉(zhuǎn)換成電能，用于驅(qū)動。熱和純水(H2O)是這種反應(yīng)的其他產(chǎn)物。氫是通過電解得到的，在電解過程中，水在電的作用下被分離成氫和氧。利用可再生能源電力可以使燃料電池動力系統(tǒng)對氣候完全不產(chǎn)生影響。特別是對于大型、重型汽車，如果將生產(chǎn)、運營和處置過程中的二氧化碳排放加起來，燃料電池比純電池驅(qū)動的動力系統(tǒng)擁有更好的碳足跡。除了氫燃料瓶之外，燃料電池汽車還需要一個小得多的緩沖儲能電池。這大大減少了它們在生產(chǎn)過程中的碳足跡。博世動力系統(tǒng)解決方案部門的總裁Uwe Gackstatter博士解釋說：“燃料電池的優(yōu)勢在那些電池-電力驅(qū)動系統(tǒng)不太突出的領(lǐng)域真正發(fā)揮了作用。這意味著燃料電池和電池之間沒有競爭；相反，它們完美地互補(bǔ)?！?
2)潛在的應(yīng)用
氫的能量密度很高。一公斤氫氣所含的能量相當(dāng)于3.3升柴油所含的能量。要行駛100公里，一輛客車只需要大約1公斤氫氣；而一輛40噸的卡車需要7公斤重的氫氣。與柴油或汽油一樣，只需幾分鐘就能裝滿一個空的氫氣罐，然后繼續(xù)行駛。Gackstatter總結(jié)了燃料電池的優(yōu)點，他說：“燃料電池是每天需要運輸大負(fù)荷的車輛的首選?！痹跉W盟資助的H2Haul項目中，博世目前正與其他公司合作，建立一個小型燃料電池卡車車隊，并將其投入使用。除了移動應(yīng)用之外，博世還在利用固體氧化物燃料電池(SOFC)技術(shù)開發(fā)用于固定式應(yīng)用的燃料電池堆。它們的用途之一是在城市、數(shù)據(jù)中心和電動汽車充電站作為小型分布式電源。如果要實現(xiàn)巴黎氣候行動的目標(biāo)，未來氫不僅需要為汽車和商用車輛提供動力，還需要為火車、飛機(jī)和船舶提供動力。能源和鋼鐵行業(yè)也正在計劃利用氫氣。
3)效率
動力系統(tǒng)的生態(tài)友好性和盈利能力的一個決定性因素是它的效率。燃料電池汽車在這一比例上比內(nèi)燃機(jī)汽車高出約四分之一。采用制動回收可以進(jìn)一步提高效率。電池電動汽車的效率更高，這種汽車可以直接將電力儲存在汽車中并用于推進(jìn)。然而，由于能源生產(chǎn)和能源需求并不總是在時間和地點上一致，來自風(fēng)能和太陽能發(fā)電站的電力往往得不到利用，因為找不到消費者，也無法儲存。這就是氫可以發(fā)揮其特性的地方。多余的電力可以以分散的方式生產(chǎn)，為靈活的儲存和運輸做好準(zhǔn)備。
4)成本
隨著生產(chǎn)能力的擴(kuò)大和可再生能源發(fā)電價格的下降，綠色氫的成本將大幅下降。由90多家國際公司組成的氫能委員會預(yù)計，許多氫能應(yīng)用的成本在未來10年內(nèi)將下降一半，使其具有與其他技術(shù)競爭的能力。目前，博世正與初創(chuàng)公司Powercell合作開發(fā)燃料電池的核心組件，并準(zhǔn)備投入市場，隨后將投入規(guī)?；a(chǎn)。其目標(biāo)是以低成本制造出高性能的解決方案。“從中期來看，使用燃料電池的汽車不會比使用傳統(tǒng)動力系統(tǒng)的汽車貴，”Gackstatter說。
5)基礎(chǔ)設(shè)施
今天，加氫站網(wǎng)絡(luò)還沒有完全覆蓋，但歐洲大約有180個加氫站，已經(jīng)足夠支持一些重要的運輸路線。許多國家的企業(yè)正在合作推進(jìn)基礎(chǔ)設(shè)施的擴(kuò)張，并且可以得到國家補(bǔ)貼的支持。在德國，政客們也認(rèn)識到氫在經(jīng)濟(jì)脫碳中的重要作用，并將其納入國家氫戰(zhàn)略。例如，到2020年年底，H2 Mobility合資公司將在德國建立大約100個公共加氫站，而歐盟資助的H2Haul項目不僅是在卡車領(lǐng)域，其計劃也包括了加氫站的運作。日本、中國和韓國也有全面的支持項目。
6)安全
在汽車中使用氣態(tài)氫是安全的，并不比其他汽車燃料或電池更危險。氫氣罐不會增加爆炸的風(fēng)險。確實，氫氣與氧氣結(jié)合燃燒，兩者的混合物超過一定的比例就會爆炸。但氫比空氣輕14倍，因此極易發(fā)散。例如，任何從汽車中逸出的氫氣上升速度都會比它與周圍氧氣混合的速度快。2003年，在一次美國的研究人員對一輛燃料電池汽車進(jìn)行的火災(zāi)測試中，發(fā)生了一次閃燃，但它很快就熄滅了。車輛基本上未受損壞。
7)時機(jī)
氫氣生產(chǎn)是一種經(jīng)過驗證且技術(shù)上相對簡單的過程。這意味著可以迅速提高產(chǎn)量以滿足更高的需求。此外，燃料電池技術(shù)也已日趨成熟，現(xiàn)在已經(jīng)可以滿足商業(yè)化和更廣泛的使用。根據(jù)氫氣委員會的說法，只要有足夠的投資和政治意愿，氫經(jīng)濟(jì)將在未來十年變得有競爭力?！艾F(xiàn)在是進(jìn)入氫能源經(jīng)濟(jì)的時候了，”Gackstatter說。
（原文來自：Bosch 中國新能源網(wǎng)綜合）
