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氢能源渐行渐近


北京商报 蔡元元 2006-11-21 11:44:00

  在进行中的2006北京国际车展上,首次在国际车展上出现的雪佛兰概念车Sequel二代看上去像是一辆普通的SUV,不过,它是目前世界上最接近量产的氢燃料电池车。

  无独有偶,十几天前国内首座加氢站投入使用,虽然它现在服务的氢燃料电池车少得可怜,但是到2008年,在“绿色奥运”口号下北京可能会有近100辆需要在这里加氢。

  以前,氢燃料大多数用作火箭推进剂,但是作为一种清洁能源,氢燃料正在离平常的生活越来越近。

  后“石油经济”的氢经济

  氢能可能会在2050年前取代石油而成为主要能源。

  美国通用汽车公司在1970年第一次能源危机期间发明了“氢经济”一词,这是相对于现在的“石油经济”而言的。尽管从那之后一度低迷的原油价格曾使关于氢燃料走入低潮,但今年以来油价的不断上涨使氢经济又变得炙手可热起来。

  今年3月份,在长岛会议中心召开的美国国家氢能源协会大会上,氢燃料倡导者传出了明确的时间表。在这份时间表上,到2020年,氢燃料汽车将得到普及而不再停留在概念车阶段,氢燃料也不再局限于燃料电池,届时连人们家里的点灯都将由家用氢能源发电机发电点亮。

  作为一种能源,氢能最大的特点是能量密度高,仅次于核燃料,每千克氢气燃烧时释放的热量高达28900千卡,是汽油热值的3倍。最为重要的是,氢是自然界最为丰富的元素,不仅可以从煤炭、石油、天然气等原料中提取,而且可以通过电解水来获得,而水理论上是取之不尽的。

  据牛津研究所预测,到2010年前,世界每天生产的氢能源当量将相当于320万桶石油;2020年前将相当于950万桶石油。有专家认为,氢能可能会在2050年前取代石油而成为主要能源,人类将进入完全的氢经济社会。

  氢能源仍面临诸多难题

  储存、电池的耐久性、氢站基础设施缺乏等是目前的最大问题。

  尽管氢能是一种清洁高效的能源,但对于普通人来说还是像科幻小说一样遥远。以氢燃料电池为例,受到诸多难题的困扰,仍然是阳春白雪。

  首先是氢的储存问题。由于氢常温常压下为气态,因此在车上如何携带氢也就成为一大难题。常用的办法是将氢加压变成液态,用耐高压的复合材料瓶储存。不过即使这样也还是存在每24小时2%的逃逸速度,相比而言汽油的逃逸速度每个月才1%。

  其次氢燃料电池的耐久性还不够。美国尽管从上世纪80年代就开始研究车用氢燃料电池,但即使是最新型的氢燃料电池车Sequel加满氢一次也只能行驶480公里。

  三是加氢站等基础设施缺乏,目前全球所有的加氢站还不到50家,一部分原因是由于高昂的代价造成的,据估算,在美国将加油站改造成可以加氢,每个加油站的改装成本就达40万-50万美元;全美共有20万个加油站,要使氢燃料电池车不至于“断粮”,1/3的加油站必须改装。BP本月在北京投入使用的加氢站,总投资高达350万美元。

  诸多原因造成氢燃料电池的制造成本居高不下。一般来说,内燃机的成本为每千瓦近30美元,而氢燃料电池成本高达每千瓦4000-6000美元,非常不经济。如果没有革命性的突破使价格降低,氢燃料电池很难得到广泛应用。

  氢燃料电池车风生水起

  将在2010年左右实现商业化,通用和福特甚至称,届时氢燃料电池车将可大批量生产。

  据 2003年6月的最新统计,目前世界上已经有近20家汽车公司70余种车型的燃料电池汽车问世。不过大都停留在概念车和样车阶段,而各大汽车生产商对燃料电池汽车生产的确切时间表尚不确定。但是,在国外各大汽车公司制定的目标中,氢燃料电池车将在2010年左右实现商业化,通用和福特更是断言到那时氢燃料电池车已经可以大批量生产。

  根据美国能源部制订的“氢计划”,2010年氢燃料电池车将占据美国汽车市场的25%。日本经济产业省也提出要在2010年前把车用燃料电池的价格降低到普通汽油发动机的水平,并从政府机关开始普及氢燃料电池车。

  相关链接

  □ 氢燃料电池工作原理:2H+O=H2O

  1839年,一位叫做威廉·格罗夫的英国科学家发现,如果氢和氧结合成水,氢里所积聚的能量就会以电流加上一小部分热量的形式释放出来,写成方程式就是众所周知的“2H+O=H2O”。格罗夫的发现就是氢燃料电池最基本的工作原理。


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