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2024-11-07

为何只有电动汽车成为新能源主流技术,氢能、甲醇汽车差在哪里?

在新能源汽车相关的话题讨论和读者提问里,有读者对“唯电动汽车论”感到不解;其认为氢能和甲醇汽车也有很大的潜能,并且在补能方面更具有优势,至少不用担心一旦电网被破坏就会让汽车抛锚的情况发生。 关键材料: 铂 碳纤维 氢能汽车的本质是“增程电动汽车。” 其采用燃料电池以消耗氢气为代价进行发电,车辆还是通过三电系统行驶,本质是电动汽车。其关键的总成是燃料电池而非动力电池。都说汽车的动力电池制造成本高,比如三元锂电池和更高的固态电池;可是相较于燃料电池还是会低许多,因为燃料电池需要使用到一种材料——PT,铂,俗称为“白金。” 燃油车里有一个成本很高且会被回收的总成,它叫做“三元催化器。”其之所以会被回收,原因是其催化剂为铂金、铑金和钯金,然而其用量很小,燃料电池却能用上数十克。 相较于燃料电池里的铂,更夸张的是氢能汽车的储氢罐。有些氢能汽车用气态氢,有些则使用液态氢。液态氢需要极高的压力和极低的温度,于是其储氢罐的要求也会非常高。这些储氢罐会采用碳纤维材料,要知道有一些汽车只是用了极少数的碳纤维材料的覆盖件都会拿来当成卖点,因为这种材料的强度高、密度低,重点是相当贵。 以上两个因素决定了氢能汽车的制造成本高,于是车辆的价格也就会很高——别谈什么绿色或环保,那不是一般汽车用户能考虑的事情;汽车用户要考虑的是汽车这种商品的性能价格比——同样的性能、同样的续航、同样的配置,燃油车售价10万、电动车售价15万、氢能车售价50万,傻子都知道该怎么选。其次制氢的清洁方式主要是电解水,其耗电量巨大,所以氢能的价格不会低;氢能储运成本远超过汽、柴油,于是一公斤氢的价格往往超过六十元,而一公斤氢通过燃料电池转化出的电能只能行驶大约100公里左右,用车成本与中排量燃油车相当。 所以氢能汽车至少在个人用户市场里很难被接受,这还是撇开安全性能和补能便利性不谈的结论。 观点1·醇基燃料汽车的空间难题 通过秸秆或甘蔗就能制备乙醇和甲醇,液体燃料可以种出来,这难道不是清洁能源吗? 当然是。 如果说需要找到一种可永续利用的、取之不尽的液体燃料,那乙醇和甲醇就都是;而且可以做到零排放,因为醇基燃料在发动机里运行后产物主要是水!重点是完全不用改变汽车产业结构,燃油车可以直接加乙醇或甲醇!只是乙醇和甲醇会有一定腐蚀性,需要对关键部件进行材料的升级,但这并不难做到,至少相较于推倒燃油车产业再重新转向电动车要简单太多。 可是客观事实是做不到,究其原因是没有那么多的土地。 用秸秆制造乙醇的产量是不太高的,五六吨的秸秆才能产出一吨的乙醇,而一吨乙醇就是1000升乙醇。乙醇的热值只是汽油的不到61%!也就是说用乙醇会造成车辆性能的减弱,同步带来能耗的升高。 普通家用汽车全部换用燃料乙醇的话,1.5T的汽车也有可能达到15L/100km左右,2.0T及更大排量的汽车可以达到百公里二三十升。 而甲醇的热值连汽油的一半都不到。 就算按照20L/100km来计算,一吨乙醇也只有50辆车各自跑出一百公里——如果是3亿辆车呢?答案是跑一百公里需要消耗60亿升醇基燃料。也就是600万吨——就算按照5:1的比例计算,那也需要3000万吨左右的秸秆,一亩地才出多少秸秆? 综上所述,醇基燃料确实可以是清洁能源,因为真的能种出来;但是没有那么多的土地去种植需要的秸秆、玉米或者甘蔗,要知道目前的中国粮食自给率远没有达到100%。2024年的《中国农业展望报告(2024-2033)》的资料预测:未来十年,粮食自给率才有望达到91.5%。 所以醇基燃料确实好但是没有足够的空间去实现,或者是没有那么多的耕地去满足数亿辆机动车去消耗;上述数据只是3亿辆汽车100公里的大致数据,这些车的行驶里程会非常高,所以消耗量也是非常夸张的数字。 目前看来只有拥有“弃电”的电能适合去替代液体燃料,但最终也只能替代一部分而已。