劉科:氫能汽車為何難以實現產業化?
來源:原創 2023-12-27
氫能是21世紀最大的清潔能源,伴隨著需求的增長,當前,我國已成為全球第一產氫國,2022年我國氫氣年產量超3500萬噸,是世界最大制氫國。根據相關機構預計2060年氫氣產量有望突破1億噸。
產業化是其未來的發展導向,但目前也是未能實現尚在努力的目標,國家能源局提出,力爭到2025年我國氫燃料電池汽車保有量要達到5萬輛,未來幾年我國氫燃料電池汽車保有量復合增速有望超過55%。
但目前受限于多方面的制約,當前全球氫能行業總體處于發展初期,在終端能源消費量中占比仍然很低。
同樣,處于產業鏈下游的氫能與燃料電池產業發展也處于早期階段。
截至2023年上半年,我國氫燃料電池汽車累計銷量為14715輛。距離2025年燃料電池汽車保有量5萬輛的目標還有一定差距。
近日,澳大利亞國家工程院外籍院士、南方科技大學創新創業學院院長及清潔能源研究院院長劉科表示,氫氣的使用存在的隱患將會使氫車走向產業化的一個巨大的阻礙。
盡管目前開展氫能行業布局國家的合計經濟總量已占據全球的75%,但劉科認為氫能汽車產業化發展的根本原因在于氫氣不適合做大眾共有能源載體。
同時他提到了兩個“最”。
最小的分子
作為元素周期表中最小的分子,也意味著最容易泄露。
而氫氣的體積能量密度是最小的,儲運的需要只能通過增加壓力來增加體積能量密度。
目前看到所有的氫燃料電池車里的儲氫罐,都是350和700公斤大氣壓,儲氫罐如果拿不銹鋼設計必須做得非常厚,因為壓力太高。學過理工的人都知道,700公斤壓力的高壓設備,不是那么容易生產制造的。
最寬泛的爆炸范圍
今年多地相繼明確制氫加氫站可不入化工園區,綠氫生產不需?;吩S可,但并不意味著氫氣不再危險。
劉科也提到,氫氣在露天沒有問題, 20多年前的實驗中可以看到,一個加氫車的儲氫罐為了安全一般都放在最后,普通步槍一槍是打不透的。
打完以后,因為氫氣在露天沒問題,它很輕,就像氫氣球一樣,一條火龍沖上天,駕駛室的溫度一下子升不了那么高,人有足夠時間逃逸。但是,在封閉的空間里,最為寬泛的爆炸范圍帶來極大的威脅。
4%到74%的爆炸范圍使得氫氣成為爆炸范圍最寬的氣體,小于4%是安全的,大于74%只著火不爆炸,但是在4%到74%這個很寬的范圍內,遇火星就爆。
而在幾大氫能示范城市中,尤其是北上廣深等城市,像深圳90%以上的車是停到地下車庫這一封閉空間里的。
大量氫能汽車進到地下車庫,若有一輛車泄露,就會產生巨大的危險。
盡管是小概率事件,但是使用眾多的時候,總有部件老化等問題發生,哪怕儲氫罐是安全的,閥門、管路等也有一定小概率老化,或者開車不注意發生了撞擊。
一旦泄露遇火星爆炸,引起其他車爆炸,一個大樓都有可能毀掉。所以在封閉的空間里,使用氫氣要非常注意。
氫氣的特性令其產業化步伐邁的尤為艱難。
除此之外,他還曾經在采訪中提到電動車、氫燃料電池車的另一大弊端-----就是基礎設施的問題。
氫氣的安全、儲存都要求一定的占地面積。而面對北上廣市中心動輒過億的土地價值,難以承受的占地成本或將成為產業化道路上的另一大阻礙。
這一點,充電樁也能為氫燃料電池汽車提供借鑒,根據調研顯示,由于地價問題,現在有些中國已建的充電樁的利用率不到4%,北京、上海這些地方利用率不到1.5%。