對燃料電池來說,今年是美好的一年。
9月,首架氫燃料電池動力客機HY4在德國首飛。法國工業巨頭阿爾斯通也推出了一款燃料電池動力火車。
隨著硬體成本的直線下降,美國的一些汽車製造商現在也開始銷售燃料電池汽車。豐田汽車公司將其氫燃料電池汽車Mirai的產量從去年的700輛增加到今年的2000輛,並計劃在2017年生產3000輛。
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加利福尼亞州現在有20多個加氫站,能源部和國家公園管理局在華盛頓特區開設了一個加氫示範設施,因為這些機構已將氫動力汽車新增到他們的車隊中。
10月8日,能源部慶祝了氫和燃料電池日(該日期被選定為象徵氫的原子量:1.008),突出了該機構的研究工作如何降低了燃料電池的成本。
能源部燃料電池技術辦公室主任Sunita Satyapal表示:“現在是一個非常激動人心的時刻。透過我們的獨立分析,我們看到自2007年以來成本下降了50%。”
然而,氫燃料電池汽車仍然遠遠落後於電動汽車,氫經濟也沒有蓬勃發展,儘管這項技術自20世紀70年代就已出現(ClimateWire,2013年6月4日)。
自2008年以來,美國人購買了超過50萬輛插電式電動汽車,但燃料電池汽車不到500輛。
研究人員和分析師表示,電池本身的效率和成本都取得了顯著的進步,但支援它們所需的基礎設施仍然是一個薄弱環節。
燃料電池利用燃料透過電化學轉換過程發電。在氫燃料電池中,催化劑分離氫原子中的電子和質子以產生電流,並釋放水作為唯一的副產品。據能源部稱,該過程的效率是燃燒的二到三倍。
這使得燃料電池成為車輛的有吸引力的能源系統,特別是由於燃料電池與人們目前的駕駛方式非常匹配。氫氣罐可以在幾分鐘內加滿,而電池充電則需要幾個小時。
但是存在一些注意事項:像電池動力汽車一樣,燃料電池的清潔程度僅取決於為其供電的燃料。氫可以透過分裂水分子產生,但製造氫最常見和最便宜的方法是蒸汽重整甲烷,甲烷是天然氣的主要成分。這個過程會產生溫室氣體。
Satyapal表示,研究人員現在正在開發從可再生資源廉價生產氫的方法。她說:“我們的目標是每加侖汽油等效成本為4美元。”目前加氫站的零售價格在13美元到16美元之間。
另一個挑戰是加氫站。可以為燃料電池汽車提供氫氣的場所建設成本高昂,而且一開始只有少數汽車可以用來收回成本。
加氫站需要可以以非常高的壓力儲存氫氣的大型儲罐,而且大部分硬體都是首次開發,進一步提高了價格。
Satyapal說:“這是一個非常有限的供應鏈。即使是單個噴嘴也可能非常昂貴。”
另一方面,電動汽車可以在牆壁插座充電,儘管速度很慢。基礎設施的這種差距意味著在一段時間內很難說服人們購買燃料電池動力汽車。
Lux Research Inc.的研究助理Chris Robinson表示:“實際上,我們看到燃料電池汽車的前景非常黯淡。消費者很難證明購買它的合理性。”
有一個潛在的例外:日本。
Robinson說:“日本是燃料電池汽車真正可能流行的地區。日本除了進口之外,實際上沒有其他可行的燃料選擇。”
由於自然資源有限且能源價格高昂,像日本這樣的島國可以更好地論證氫經濟的合理性。Robinson說:“透過少量站點,您可以為整個島嶼提供覆蓋。”
日本政府似乎也同意這一點,並正在大力投資氫基礎設施(ClimateWire,5月3日)。
Satyapal仍然對燃料電池的普及持樂觀態度。雖然乘用車可能很難銷售,但燃料電池可能更適合白天在道路上行駛並返回中心站點的車隊車輛。包括豐田在內的幾家汽車製造商已經宣佈了開發燃料電池動力公交車的專案。
她說:“這不再是一種實驗室裡的好奇心。我們只需要保持這種勢頭。”
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