博世：氫與燃料電池成為未來(lái)交通關(guān)鍵的七個(gè)原因

　　電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展速度越來(lái)越快。這是減少交通業(yè)二氧化碳排放的一個(gè)重要因素。

　　但是，僅僅使用電池電力驅(qū)動(dòng)40噸的重型卡車(chē)進(jìn)行長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)性如何呢？考慮到電池重量、充電時(shí)長(zhǎng)和目前技術(shù)上的限制，純電池動(dòng)力系統(tǒng)并不是重型卡車(chē)的首選。

　　然而，在不久的將來(lái)，即使是40噸重的卡車(chē)也能在全電動(dòng)模式下行駛1000多公里，實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵在于燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)。當(dāng)使用可再生能源生產(chǎn)的氫作為動(dòng)力時(shí)，這種動(dòng)力系統(tǒng)使貨物和商品的運(yùn)輸能夠與氣候保持中立。

　　博世正朝著這個(gè)方向邁出第一步，主要專(zhuān)注于卡車(chē)燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)的研發(fā)，公司計(jì)劃在2022-2023年開(kāi)始生產(chǎn)相關(guān)產(chǎn)品。一旦它們?cè)诳ㄜ?chē)領(lǐng)域站穩(wěn)腳跟，博世的燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)就會(huì)越來(lái)越多的進(jìn)入乘用車(chē)領(lǐng)域——理所當(dāng)然地使它們成為未來(lái)動(dòng)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(lái)交通關(guān)鍵組成部分的七個(gè)原因：

　　1)氣候中立

　　在燃料電池中，氫氣(H2)與周?chē)諝庵械难鯕?O2)發(fā)生反應(yīng)。這個(gè)反應(yīng)釋放的能量被轉(zhuǎn)換成電能，用于驅(qū)動(dòng)。熱和純水(H2O)是這種反應(yīng)的其他產(chǎn)物。氫是通過(guò)電解得到的，在電解過(guò)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(dòng)力系統(tǒng)對(duì)氣候完全不產(chǎn)生影響。特別是對(duì)于大型、重型汽車(chē)，如果將生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)和處置過(guò)程中的二氧化碳排放加起來(lái)，燃料電池比純電池驅(qū)動(dòng)的動(dòng)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(chē)還需要一個(gè)小得多的緩沖儲(chǔ)能電池。這大大減少了它們?cè)谏a(chǎn)過(guò)程中的碳足跡。博世動(dòng)力系統(tǒng)解決方案部門(mén)的總裁Uwe Gackstatter博士解釋說(shuō)：“燃料電池的優(yōu)勢(shì)在那些電池-電力驅(qū)動(dòng)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(méi)有競(jìng)爭(zhēng)；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(chē)只需要大約1公斤氫氣；而一輛40噸的卡車(chē)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(gè)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(diǎn)，他說(shuō)：“燃料電池是每天需要運(yùn)輸大負(fù)荷的車(chē)輛的首選。”在歐盟資助的H2Haul項(xiàng)目中，博世目前正與其他公司合作，建立一個(gè)小型燃料電池卡車(chē)車(chē)隊(duì)，并將其投入使用。除了移動(dòng)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(kāi)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(dòng)汽車(chē)充電站作為小型分布式電源。如果要實(shí)現(xiàn)巴黎氣候行動(dòng)的目標(biāo)，未來(lái)氫不僅需要為汽車(chē)和商用車(chē)輛提供動(dòng)力，還需要為火車(chē)、飛機(jī)和船舶提供動(dòng)力。能源和鋼鐵行業(yè)也正在計(jì)劃利用氫氣。

　　3)效率

　　動(dòng)力系統(tǒng)的生態(tài)友好性和盈利能力的一個(gè)決定性因素是它的效率。燃料電池汽車(chē)在這一比例上比內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)高出約四分之一。采用制動(dòng)回收可以進(jìn)一步提高效率。電池電動(dòng)汽車(chē)的效率更高，這種汽車(chē)可以直接將電力儲(chǔ)存在汽車(chē)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(shí)間和地點(diǎn)上一致，來(lái)自風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電站的電力往往得不到利用，因?yàn)檎也坏较M(fèi)者，也無(wú)法儲(chǔ)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(chǔ)存和運(yùn)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(jià)格的下降，綠色氫的成本將大幅下降。由90多家國(guó)際公司組成的氫能委員會(huì)預(yù)計(jì)，許多氫能應(yīng)用的成本在未來(lái)10年內(nèi)將下降一半，使其具有與其他技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的能力。目前，博世正與初創(chuàng)公司Powercell合作開(kāi)發(fā)燃料電池的核心組件，并準(zhǔn)備投入市場(chǎng)，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(lái)看，使用燃料電池的汽車(chē)不會(huì)比使用傳統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)的汽車(chē)貴，”Gackstatter說(shuō)。

　　5)基礎(chǔ)設(shè)施

　　今天，加氫站網(wǎng)絡(luò)還沒(méi)有完全覆蓋，但歐洲大約有180個(gè)加氫站，已經(jīng)足夠支持一些重要的運(yùn)輸路線。許多國(guó)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(guó)家補(bǔ)貼的支持。在德國(guó)，政客們也認(rèn)識(shí)到氫在經(jīng)濟(jì)脫碳中的重要作用，并將其納入國(guó)家氫戰(zhàn)略。例如，到2020年年底，H2 Mobility合資公司將在德國(guó)建立大約100個(gè)公共加氫站，而歐盟資助的H2Haul項(xiàng)目不僅是在卡車(chē)領(lǐng)域，其計(jì)劃也包括了加氫站的運(yùn)作。日本、中國(guó)和韓國(guó)也有全面的支持項(xiàng)目。

　　6)安全

　　在汽車(chē)中使用氣態(tài)氫是安全的，并不比其他汽車(chē)燃料或電池更危險(xiǎn)。氫氣罐不會(huì)增加爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。確實(shí)，氫氣與氧氣結(jié)合燃燒，兩者的混合物超過(guò)一定的比例就會(huì)爆炸。但氫比空氣輕14倍，因此極易發(fā)散。例如，任何從汽車(chē)中逸出的氫氣上升速度都會(huì)比它與周?chē)鯕饣旌系乃俣瓤臁?003年，在一次美國(guó)的研究人員對(duì)一輛燃料電池汽車(chē)進(jìn)行的火災(zāi)測(cè)試中，發(fā)生了一次閃燃，但它很快就熄滅了。車(chē)輛基本上未受損壞。

　　7)時(shí)機(jī)

　　氫氣生產(chǎn)是一種經(jīng)過(guò)驗(yàn)證且技術(shù)上相對(duì)簡(jiǎn)單的過(guò)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(huì)的說(shuō)法，只要有足夠的投資和政治意愿，氫經(jīng)濟(jì)將在未來(lái)十年變得有競(jìng)爭(zhēng)力。“現(xiàn)在是進(jìn)入氫能源經(jīng)濟(jì)的時(shí)候了，”Gackstatter說(shuō)。

　?。ㄔ膩?lái)自：Bosch 中國(guó)新能源網(wǎng)綜合）