奔馳宣布終止開發氫燃料電池乘用車

2020-12-04 修車小匠匠

4月23日消息 據外媒electrek消息,奔馳母公司戴姆勒日前宣布,正式終止氫燃料電池乘用車開發計劃。戴姆勒承認氫燃料汽車製造成本太高,大約是同等電池電動汽車費用的兩倍。儘管30多年來,該公司一直致力於燃料電池汽車的研發,以實現零排放汽車的願景。氫燃料電池汽車的行駛裡程較長,加滿氫只需3分鐘,而且只排放水蒸氣。但奔馳承認,氫燃料電池汽車的製造成本至少是同等電池動力汽車的兩倍。

話題:為什麼氫燃料電池車輛成本高。

在21世紀新能源中,清潔而高效的氫可能扮演重要的角色,其他各種能源都可以轉化為比較容易儲存的氫.氫燃料電池作為當今最被看好的的新能源之一,有著清潔、高效等等優點。氫燃料電池在氫能源汽車,工廠、住宅供電等方面都有著極大的需求和應用前景,甚至在未來可以逐步取代化石燃料的使用,成為人類生活必不可少的能源。然而,氫燃料電池目前尚存在成本高、儲存運輸困難、技術不成熟、普及率低等一系列問題。

1.氫燃料電池的原理氫燃料電池是使用氫這種化學元素,製造成儲存能量的電池。其基本原理是電解水的逆反應,把氫和氧分別供給陰極和陽極,氫通過陰極向外擴散和電解質發生反應後,放出電子通過外部的負載到達陽極2氫燃料電池的基本結構氫燃料電池的基本結構和基本燃料電池的結構相同包括:電極、電解質隔膜與集電器等。電極是燃料氧化和還原的電化學反應發生的場所,可分成陰極與陽極兩部分。電解質隔膜的功能是分隔氧化劑與還原劑並同時傳導離子。目前燃料電池所採用的電解質隔膜可以分為兩類,一類為以絕緣材料製作多孔隔膜,例如石棉膜、碳化矽膜和鋁酸鋰膜等,再將電解液,例如氫氧化鉀、磷酸和熔融碳酸鹽等,浸入多孔隔膜:另一類電解質隔膜為固態離子交換膜,例如質子交換膜燃料電池中採用的全氟磺酸樹脂膜。集電器也稱做雙極板,它只有收集電流、疏導反應氣體及分隔氧化劑與還原劑的作用;雙極板的性能取決於材料特性、流場設計與加工技術。

2018年6月,韓國政府同意在未來五年內投資約20億歐元用於氫燃料電池以及加氫站的補貼。目標到2022年為15000輛燃料電池汽車和1000輛燃料電池公交車提供資金。最重要的是,資助計劃包括310個新的加氫站

日本則致力於氫氣站網絡的發展和完善。2020年前,日本計劃推廣4萬輛氫燃料電池汽車上路,並在2025年和2030年之前分別達到20萬輛和80萬輛。另外,加氫站也將在2020年之前發展到160個,在2025年和2030年前分別發展到320個和720個。

從某種層面來看,燃料電池的戰略選擇和地域有著密不可分的聯繫,在韓國和日本,如果能有效的替代部分石油的功能,比推廣純電動汽車更有意義。

二、燃料電池成本預估

對於燃料電池技術,目前最大的問題是需要從能源供給轉換全局考慮,如果沒有實現從石油能源往氫氣的整體轉換,並在較大地域範圍覆蓋,就沒辦法進行大規模化應用。對於整車企業而言,市場規模就比較有限,需要較大的量才能有效降低成本。

據美國能源部最新數據顯示,以80kW質子交換膜燃料電池系統為例,2017年,每生產1000套燃料電池,燃料電池系統(包括燃料電池電堆、高壓儲氫罐、升壓變頻器、電動機、動力控制單元等)的成本達到179美元/kW,其中電堆成本為118美元/kW;每生產1萬套燃料電池,燃料電池系統成本為79美元/kW,其中電堆成本為39美元/kW。

以豐田Mirai為例,2015年該車產量已達到700輛,2016年提升至2000輛,到2020年將達到3萬輛,這是2017年的10倍。如果按照上述數字折算,豐田Mirai的續航超過600公裡,燃料電池組最大功率為114kW,核算其電堆成本為1.1~1.3萬美元,整套燃料電池系統超過2萬美金。而同等的電池系統大約需要70-80kWh,電池系統成本為1.4-1.6萬美金。

燃料電池壽命不需要解決充電問題,其持續壽命主要是發電和行駛工況,現階段核心的難點之一就是解決燃料電池壽命,這個目標是5000-10000小時。目前國際先進水平的燃料電池壽命是5000小時,部分電堆的壽命可能更高一些,而國內水平只有2000-3000小時。

氫燃料發電的過程中,需要用到含鉑催化劑,但鉑金是貴金屬,價格高昂。豐田的燃料電池車Mirai每輛車用鉑20g,約合0.17g/kW。根據美國能源部的規劃,到2020年燃料電池汽車用鉑量預計會下降到0.125g/kW。在這個層面,持續的技術投入對於原料的依賴還有持續的工作要做。

總結:

從國際上來看,商業化進程正在加快,但是發展燃料電池乘用車需要更多的政府層面的支持。當前,豐田、本田和現代汽車公司是主要的技術輸出和投資者,通用、寶馬、奧迪,甚至是奔馳都會轉型成為合作者,把更多的精力投入到當前純電動汽車在歐洲和中國這種較大地理尺度的市場去部署。

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