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成本太高,为什么丰田不愿放弃高氢燃料电池?

特斯拉凭一己之力改变了汽车产业的走向,许多传统汽车制造商被迫调整策略,奋力追赶。现在几乎所有制造商都有自己的电动汽车,就连怀疑者通用汽车、大众也开始生产电动汽车。

不过有一家公司没有让步,它就是丰田。丰田没有将所有鸡蛋全部放进电动汽车篮子里。当它推出电动汽车时,还在向燃料电池下注。

为什么?燃料电池技术不是已经输了吗?

用氢燃料的燃料电池

从字面上讲,燃料电池技术是应对气候变化的完美方案。液态氢通过燃料电池产生能量,驱动汽车前进,只生成水。与其它燃料相比,氢燃料的能量密度更高。

汽油的能量密度约为每千克46MJ,而氢燃料则是120MJ。在理想世界,让同一辆汽车跑相同距离的路,氢消耗的燃料要少很多。因为汽车只需要装备很少的燃料电池就足够了,所以汽车会更轻,现在的电池还太重。氢燃料还有另一个优势,添加燃料时比汽油更快。

成本太高,为什么丰田不愿放弃高氢燃料电池?

为什么现在氢燃料普及度如此低

早在10多年前,加州州长施瓦辛格就倡导发起氢燃料革命,可惜没有成功。一是需求不高,二是供应问题,氢燃料难以普及,供应链也很脆弱。燃料添加站也不多,当中一些经常因为维护关闭。有时氢燃料供应还会中断。目前的氢燃料主要来自化石燃料工厂,工厂将水分离成氢与氧,变成氢燃料。

除了上述原因,成本过高也是一个问题。现在的燃料电池仍然很贵,氢的价格约为每加仑16美元。之所以价格高,原因之一时提炼时需要用到催化剂Platinum,它很贵。研究人员正在努力,试图减少Platinum的消耗量,或者完全放弃Platinum,以求降低成本。

不只如此,存储氢燃料的成本也很高。氢气虽然能量密度高,但按体积计算密度并不高,将它变成液体装进罐子需要制冷技术,所有这些都抬高了成本。正因如此,每次添加氢燃料成本都比汽油高,比电力更是高很多。如此一来,氢汽车价格居高不下,维护成本也不低。所以对于绝大多数人来讲购买氢汽车毫无意义。

为什么丰田不放弃

丰田很早就开始支持燃料电池,它推出了Mirai汽车,不过大家并不热情。可能是因为汽车定价高达5万美元,也可能是燃料添加站太少。

有人可能会认为,商业失败将迫使丰田放弃氢汽车计划,不过丰田还是继续生产氢汽车,每次还会升点级。据报道,丰田为求安全,在开发未来汽车时不打算将所有鸡蛋放进一个篮子里。它的确会向电动汽车投资,但会继续保留Mirai。另外,对于氢燃料电池丰田还有其它打算,远不限于汽车。Mirai只是氢燃料的一张“脸”,用来展示形象。

对于重型汽车来说氢燃料也许更有魅力,比如卡车、巴士、叉车。目前的锂电池太重,如果想驱动重型汽车,需要安装大量电池,重量明显太重。如果换成氢燃料电池,重量会减少很多。

对于叉车、卡车这样的商务汽车来说,充电时间过长等于看着钱白白流走。氢燃料可以快速添加,能节约成本。另外,与其它燃料相比,氢燃料汽车可以跑更远的路。照估计,氢卡车的的续航里程可以达到500-750英里。

可能正是因为这些原因,Nikola才会努力开发氢卡车。有些地区已经出现氢巴士。事实上,丰田已经为奥运会准备100辆氢巴士,可惜奥运会推迟了。丰田还与中国企业合作开发燃料电池,供商务汽车使用,它们的目标是降低成本。

打造供应链

在美国加州,丰田推行一种名叫“cow to car”的能源供应模式,如果这种模式成功,它可以解决两个问题,提供清洁氢燃料,打造强劲供应链。牛会生成甲烷,它是一种温室气体,也是氢燃料之一。

丰田的计划就是利用厌氧消化池将农场动物粪便变成甲烷,将甲烷收集起来,用燃料电池处理就可以变成氢和电。收集甲烷甚至都不需要额外管道,直接注入现有天然气管道就可以了。氢可以输送到加油站,电可以输入电网。丰田本来准备根据这套方案建一个氢厂,不过推迟了。丰田还有一套方案,就是将废纸变成氢。不过要打造这样的工厂需要一些时间,技术不成熟,不过一旦建成,它也许可以提供常规氢燃料。

氢可以存储再生能源

再生能源很好,因为很干净,但它有一个绕不开的问题:不是连续的。

怎么办呢?在生产高峰将它存起来,在生产低峰使用。氢可以作为一种解决方案,利用可再生能源将水(或者海水)变成氢,然后通过燃料电池用氢生成电力。

成本太高,为什么丰田不愿放弃高氢燃料电池?

不只汽车可以使用

未来,丰田肯定想让汽车用上氢燃料,但不仅仅如此,非汽车项目也可以用,比如航天产业就可以用。太空中氢的含量相当高,事实上,宇宙75%都是氢。丰田与日本航天机构JAXA合作设计月球车,里面就用到了氢燃料电池。月球车的续航里程达到1万公里。

也有人对氢动力航空感兴趣,但不知道丰田是否会向这一领域投资。

有一点倒是肯定的,那就是丰田对航海感兴趣,它正在开发燃料电池船舶。这是一个好消息,因为商务航运贡献的排放量占了整个排放量的2.5%。

丰田还准备打造氢城市,100%依赖氢。其中一个城市名叫Woven City,占地175英亩。它将会成为未来城市的典范,里面有无人驾驶系统、有机器人、有智能家庭、有AI。老实说,这套设想也许并不遥远。在全球一些阳光充足的地区,我们可以建设太阳能工厂,将海水变成氢,供城市、汽车使用。

有何意义

在特斯拉制造电动汽车之前,大众、宝马对电动汽车并不感冒。现在呢?所有汽车商都有自己的电动汽车。也许丰田看重的是未来,这一未来已经多次延期,所以有风险。大量供应清洁干净的氢能源,丰田的理念是否错了?未来会不会出现替代性技术,让氢燃料电池技术变成多余?或者说,未来将会出现突破技术,让氢变得足够便宜,被大家广泛使用?也许扩大生产追加投资可以解决氢能源存在的一些问题?无人知道未来会怎样。也许电动汽车会是汽车的未来,但在城市里,不论是巴士、卡车还是船舶,也许还得依靠氢。

译者:小兵手

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