氢能源必将进入黄金发展期,而其中影响最大的就是汽车行业。因为在21世纪氢能源就是最完美的清洁能源,能加速国家在2060年前达到碳中和的目标。什么是碳中和?也就是通过节能减排抵消所产生的二氧化碳,实现0排放0污染。所以在明年的冬奥会,为了实现真正的绿色出行,所有的保障车辆都是氢燃料电池,包括采购的140辆丰田mirai。
这在当时还被很多网友不理解,为什么不采购国产的电动汽车,比如蔚来、小鹏、比亚迪这些,而去支持日本车企,因为相对比来说氢才是真正的清洁能源。锂电池虽然看上去没有污染,也没有任何排放,但是生产锂电池的过程中以及电的来源都是非常大的污染。比如根据最新的数据统计,现如今我国最大的发电来源仍旧是火电,占据了72%,剩下的才是水电、风电、太阳能,而火电燃烧的就是煤,会排放大量的二氧化碳、二氧化硫以及粉尘、污水、噪声等等。
当然如何处理废旧电池才是最大的难题。那么相对比起来我们再来看氢,氢的动力来源,简单来说就是氢离子和氧离子产生了化学反应,形成了电流,在通过氢燃料电池的串联形成了高电压功率,再通过电机传输给汽车,也就形成了动能。那么氢是h氧是o两相结合所产生的排放物就是h二o也就是水,这对于环境来说简直太友好了,并且更重要的是我们能从水中再分解出氢,然后再和氧产生化学反应,又形成了能量。
如此下去一直循环,氢就是无限的再生能源,所以氢为什么是21世纪最完美的能源,这就是原因。但是相对氢的问题也很大,比如一辆车就能炸毁一栋楼,那么这个问题怎么解决呢?
锂电池终将被取代,氢才是未来,因为时间太紧迫了,不管是我国还是全世界都在力争2030年碳达峰,2060年碳中和实现污染零排放,而现阶段的锂电池要达到这样的目标,无疑是杯水车薪。
因为火力发电和废旧电池处理以现在的技术是没有办法有大的突破,况且就实用性来说,充电半小时顶多能跑300公里,而5分钟加满氢就可以跑800公里,动力更是汽油的3倍,这样看来氢能源不仅方便,而且还更高效,并且相对比锂电池来说,氢燃料电池的寿命更加长久,且不需要任何保养。一般锂电池理想状态下也就8年的使用寿命,到北方地区则更低,再怎么突破也可能没有大的进展。而氢燃料电池现在国内有企业已经可以做到了2.5万小时的寿命,也就是保守估计能跑200万公里,理论上可以跑300万公里甚至更长,同样氢的使用成本也非常低。
今年11月16日,东京大学已经突破了太阳能大规模制氢,提取出了94%的高纯度氢,进一步拉低了氢的成本。而按照日本政府的规划到2030年氢的收缴将会是每立方30日元,也就是人民币1块7毛钱,而一公斤就是11立方左右,以现阶段的丰田技术为例,可以跑150公里左右,那么算下来8.5元人民币就能跑150公里,每公里的成本是5分钱,简直太性价比了。
当然这些都是理论上的数据,会受到运输成本、安全管理上的影响,但是不得不说这确实是比现阶段的锂电池要好无数倍啊,但是受到技术的影响,氢现在还不能大规模普及,而发展锂电池则可能就是技术不成熟的妥协,况且也不能让日本太嚣张了,因为他们掌握着全世界83%的氢技术专利,所以未来5~20年可能是氢能源锂电池双赛道布局,哪边都不能丢,直到氢技术成熟。那么氢的技术难点又在哪里,安全吗?
氢是一种非常不稳定的元素,非常容易泄漏爆炸,比如一辆加满5公斤氢的车就可以炸掉一整栋楼,而在城市行驶中也是一个移动的氢弹,相对比现阶段的锂电池、汽油、柴油来说太危险了。而这应该就是很多人对氢的认识,氢能源就等于爆炸。但是我们要知道氢能源不是氢弹,氢弹的爆炸原理是核聚变,也就是核反应,而现在我们要用的是氢燃烧,当然也会出现爆炸。但是要满足以下三个条件,第一浓度要达到一定值,第二在密闭的空间,第三有足够的点火能量。
那么汽车一般都在露天环境中行驶,基本不可能满足1和2,即便泄露了也只会发生燃烧而不会爆炸。关于这一点国内外已经做过了很多实验,网上一搜一大片。那么爆炸的条件也就只剩下了地下车库,毕竟车库相对来说是一个半密闭的空间,如果泄露了再加上旁边有人抽烟或者蓄意点火,这确实是非常大的安全隐患。那么如何解决这个问题?第一高强度高耐久的储气瓶,现如今我国广泛应用的是35兆帕的储气瓶,而日本、挪威、法国已经实现了70兆帕应用。
北京冬奥会所采购的140辆丰田mirai,搭载的就是三个70兆帕气瓶,可以实现850公里续航,甚至在专业车手的驾驶下今年还达到了1360公里,并且在安全性上已经经过了碰撞、枪击等各种测试,这才推向了市场。当然我国现阶段也已经掌握了70兆帕技术,正在紧锣密鼓的实验。而载体的安全性解决了,剩下的也就是地下停车场,这里又分为了车内和车外,首先车内要安装强检测设备,并要配备一定的应急措施,而在车外停车场只要安装最专业的氢气探头,并且强制要求停车场24小时通风,将安全问题降到最低。其实这一套下来氢能源车已经非常安全了,要不冬奥会所有的保障车为什么都是氢能源?
难道科学家工程师们不在乎安全问题吗?所以现阶段氢能的运用最大的难题还是加氢站和运输问题,又加上前两年挪威、美国、韩国接连爆炸,老百姓对于氢非常怀疑,所以只要解决了加氢站普及和运输问题,氢就会大面积开花,毕竟金山银山不如绿水青山,实现碳中和才是全世界最终的目标。