忘掉氫燃料電池車,氫能發電才是王道

2021-01-09 蓋世汽車資訊

撰文 / 馬曉蕾  

編輯 / 塗彥平

設計 / 杜   凱

來源 / Bloomberg,作者:Andreas Kluth

說氫能是能源的未來,這一點也不假。否則,為什麼歐盟要投資4700億歐元用於電解氫和使用氫能的基礎設施建設,並且作為其「綠色協議」的一部分?為什麼中國、日本和韓國會在氫能上巨額押注? 

加氫站

市場追捧氫能的原因很簡單。不管是在燃料電池中使用還是燃燒產生熱量,它唯一的排放物質就是水。因此,無論用在哪裡,只要氫能替代化石燃料,都有助於減緩全球變暖。這就解釋了為什麼全世界都在競相爭奪這個市場的各種份額,有銀行預測到2050年這個市場到數萬億美元。 

人們不禁疑惑,這會不會又是一次關於氫能的市場泡沫,一樣註定要破滅。 

歷史上這樣的泡沫已經出現過兩次,一次是1970年,密西根大學的核物理學家勞倫斯·瓊斯(Lawrence W Jones)在他的一篇論文中指出液氫可作為碳氫燃料的長期替代品,這點燃了市場對氫能的熱情。 

然而這一熱度在持續了十年後,隨著80年代油價的暴跌,氫能也隨之銷聲匿跡。第二次是在2000年的技術泡沫中,氫能再次回到了公眾的視野。氫燃料電池企業的股價紛紛暴漲,隨後又暴跌。 

畢竟,氫能存在硬傷。它雖然是宇宙中最常見的元素,但在地球上游離態的氫氣幾乎不存在。所以必須通過電解水來分離氧和氫原子。這個過程需要能量,且最好是綠色能源,即從太陽、風或其他可再生能源中獲取。否則,氫能就失去了它的意義。 

也正因如此,「綠色氫能」的提取過程相對於從天然氣等化石燃料中捕獲氫能成本要高得多。彭博社能源研究所彭博新能源財經(Bloomberg NEF)估計,在未來幾年內,技術的改進將迅速降低「綠色氫能」的提取成本。 

但即便如此,它仍然很難運輸和儲存。除非與有機化學物或金屬氫化物結合,否則它必須被壓縮到大氣壓的700倍,或者製冷到-253℃,並且氫氣還很容易洩露並發生爆炸。 

這些缺點使氫能幾乎失去了目前被炒得最熱的使用資格——作為燃料來驅動汽車、貨車和卡車。在所有方面,以氫燃料電池為動力的汽車都輸給了它們的「清潔能源」對手——以電池為動力源的電動汽車。 

首先,氫燃料電池的效率比電池要低很多,如果說電動汽車將原本由風力渦輪機的86%能量轉化為推動車輛前進的動力,那麼氫能汽車只能獲得約45%的能量。與電池動力車相比,燃料電池車和其他使用氫能的設備有更多的活動部件,維護成本更高。而且,與電池車不同的是,它不能在家裡充電。

這對豐田汽車公司、現代汽車公司和本田汽車公司來說尤其是個壞消息。這些汽車製造商在交通領域對氫能下了最大的賭注。 

彭博新能源財經執行長麥可·利布瑞查(Michael Liebreich)認為,氫能對火車來說也根本沒有意義。只有在長途航空或遠洋運輸中,氫能才有可能戰勝電池,因為它的能量密度更高,電池就太大太重了。氫能在為居民樓供暖方面的效果也並不好。在大多數工業用途的供熱中,氫能也會輸給電池。 

因此,只要電力來自可再生能源,減緩全球變暖的長期解決方案就是讓一切都電氣化。但是,電力不可能滿足一切。而且我們也不可能隨時都有充足可靠的陽光和風力來保證所有時間和地點的照明。這才是氫能該發揮作用的地方,作為一種後備供電儲備,當未來清潔電網供不上的時候,氫能是優於一切的選項。 

只要有多餘的陽光或風力,我們就事先電解制氫。正如利布瑞查所預言的那樣,我們將把它儲存在電網中心節點附近的巨大地下洞穴中,在供電不足的時候,它可以在短時間內被啟動。 

這項工程是龐大的,同時也意味著,今天在氫能方面的一些投資會失敗,但另一些投資將獲得驚人的回報,正是這一部分回報,可能是氣候能源等問題的終極解決方案。

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