李安定:新能源车中国发展路径的选择
作者:李安定
核心提示:(六)氢动力是终极目标氢资源在地球上储藏丰厚,排放纯净,氢燃料电池车是新能源汽车的终极目标,也是汽车巨头们极力攻占的技术制高点。170年前,英国物理学家格鲁夫爵士,第一次成功地实现了电解的逆反应并产生了...
(六)氢动力是终极目标
氢资源在地球上储藏丰厚,排放纯净,氢燃料电池车是新能源汽车的终极目标,也是汽车巨头们极力攻占的技术制高点。
170年前,英国物理学家格鲁夫爵士,第一次成功地实现了电解的逆反应并产生了电流。这正是今天氢燃料电池的基本原理,是探索太空和汽车新能源的一项关键技术。
简单说,氢燃料电池是由极板夹着极薄的电解膜构成。在电解膜一侧的阳极上,氢气被铂催化剂分解为电子和质子。质子可以穿过电解膜,与空气中的氧生成水雾排出;电子则统统被电解膜拦下,集中起来生成电。电流在燃料电池中储存下来,从而带动电动机驱动车辆。
1997年7月,在斯图加特奔驰研发中心,我第一次看到奔驰刚刚开发出的第一代,也是世界上第一辆氢燃料电池车。当时的燃料电池体积还很大。在一辆MB100中型面包车里,除了前排驾驶座,车厢全部被巨大的燃料电池组所占满。
到2010年,奔驰在欧美已经开始试销氢燃料电池车F-CELL,还组成“125天环游世界”示范车队到达上海。在世博会展区的宽阔街道上,我试驾了这款奔驰最新氢燃料电池车,安静、平顺、动力强劲。它的氢燃料电池驱动系统,输出功率100千瓦,续航里程可达400公里,每次充满燃料只需3分钟。
通用曾是氢能源车研发投入最大的跨国公司。2003年7月,我在底特律试驾过通用第二代氢动力概念车Hy-wire。这是一款和传统汽车差异最大的新科技产品。Hy-wire摒弃了传统汽车上必不可少的方向盘、变速箱、传动轴等传统部件,实行了完全由软件控制的电信号“线传”技术,重新定义了汽车。
到2008年,通用已经造出第四代氢燃料电池车,并到上海路演。奥巴马上任美国总统后,转向钟情纯电动。但从金融风暴中重新站起来的通用,继续迈出研发氢能源车的步伐。
近日,丰田汽车公司副社长伊原告诉我,丰田的氢能源电池车已经处于世界领先地位,成本从当年3亿日元(约1800万人民币)降低到1千万日元(约61万人民币)。丰田的储氢罐技术成熟,一次加氢3分钟,续航里程500公里,有望最早投入商业化。
大众、本田、宝马,也一直走在氢燃料电池车研制的行列里。德国和日本已经宣布了建设1000座加氢站的计划。在美国,将尝试建设高速公路沿途的加氢站。
中国,尽管没有官方的大力提倡和投资,氢燃料电池车也在顽强的研发中。上汽从2006年起开始研发氢燃料电池车。今年3月28日,上汽和大众集团在德国签署联合声明,共同开发氢燃料电池技术。据称持续投入已超过10亿元。
同济大学汽车学院院长余卓平介绍说,受技术、成本和基础设施的制约,国际上对氢燃料电池车商业化的目标,从2014年推迟到2017年。实现这一目标取决于燃料电池中作为催化剂的铂金用量进一步下降;同时,燃料电池寿命提高到5000小时(相当于跑20万公里)以上,动态稳定性提高;另外,大规模的制氢和存储工艺也有待解决完善。
余卓平说,同济大学和上汽联合研制的氢燃料电池车曾在2011年必比登新能源车大赛上获得第三名。与世界领先技术相比,中国的燃料电池和储氢罐的承压技术还有差距,但基本技术已经具备。
余卓平透露,上汽新一代氢燃料电池车将在今秋实现“中国行”。
(七)“肮脏”的电何来“零排放”
在瑞典采访沃尔沃,我被告知,厂家每卖出一辆纯电动车,都要求用户签署一份协议,保证其充电的来源必须是一家“干净的”电力供应商。如果用户做不到这点,汽车公司宁可失去这单生意。
何为“干净”的电,在欧洲十分清晰,即利用风力、潮汐、水利、太阳能、可再生生物发出的电能。煤在燃烧中排放大量有害物质和二氧化碳,用煤发出的电在欧洲被指为“肮脏”的电。
瑞典“干净”的电力供应占比几何?水电占50%,风力和其他生物能源发电占45%,用煤发电只占5%。在那里使用纯电动车,有很大几率可以选用“干净”的电,真正做到“零排放”。
而在中国,根据国家电网统计,2010年,82%的电力来自煤炭,而且是含硫高、灰分高的劣质煤。到2020年,用煤炭发电仍将占到电力供应量的71%,水电、风电、太阳能发电,加上还在争议中的核能发电,比例不到三成。
采用先进技术的燃油发动机的排放情况,以国产1.4TSI高尔夫为例,从油井到车轮能量消耗的整个周期中,二氧化碳排放为每百公里143克,搭载柴油发动机的排放为111克;而同等功率的电动车所需的电能,在用国内煤炭发电过程中产生的二氧化碳相当于每百公里171克,外加更多的二氧化硫排放。
根据北京的清洁空气行动计划,到2016年,为京城供应大部分电能的四大燃煤电站均将停用燃煤发电,并陆续建成四大燃气热电中心。电动车是否真正“排放为零”尚不可而知,起码二氧化硫会大幅下降,但愿雾霾渐行渐远。
真正能够解开中国“煤—电”死结的一个好消息,竟然来自特斯拉。尽管中国电力、甚至中石化放下央企身段,对与特斯拉合作提供充电装置表现出极大热情。然而CEO马斯克在4月初来到北京参加首批用户的交车仪式时,透露了一个最值得玩味的信息:特斯拉将在中国各地建设独立的“超级充电桩”网络,这些充电桩借助太阳能发电作为电网的补充。
按照一篇专访中马斯克的描述,超级充电桩将由太阳能薄膜、蓄电池、充电桩组成。太阳能薄膜将光能转化为电能,存储在大型蓄电池中,保障充电桩全天24小时给电动车的充电能力。用煤炭发电,把污染从电动车推向发电站一端的弊病由此得到规避。尽管这套系统完全可以独立于电力网络,马斯克依旧表示,与电网连接仍然是有好处的。因为我们有时候能够生产额外的电量,这样就可以反过来提供给电网。我们想让每一个超级充电桩的净能量都是正值,也就是产生的电量多于消费,从反污染的角度而言,也是净收益。
我想近日亲自核实,如果专访中所说的一切都是真的,那是中国的幸事。
专栏介绍
门外车谭
专栏作者:李安定
资深汽车专栏作家,原新华社高级记者、国内部编委、经济新闻采访室主任,现任独立汽车观察家、新华网首席顾问。80年代初起,李安定亲历并报道了中国经济改革开放和汽车产业发展全过程。早在1989年,成为公开撰文呼吁轿车进入百姓消费的第一人。30年来,对中国汽车业重大事件的独立见解和系统研究,在决策层和国内外汽车产业拥有广泛影响。
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