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石油的黃昏:氫燃料電池汽車開啟新世界

一個新的世界正在緩慢演變,直至重構,重構意味著博弈,博弈恰是人類前進的動力之源

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1859年8月28日,當美國人德雷克模仿打鹽井的方式,在賓夕法尼亞州第一次鑽鑿出石油時,此後的150多年裡,整個世界就捲入了以石油為軸心的大博弈。

在人類工業文明史中,從未有哪一種物質能如此改變世界的格局和人類本身的生活方式,石油由此被冠以諸多別名:黑金、工業的血液等,傳奇石油大亨洛克菲勒更是將石油視為上帝的禮物,堅信是上帝將石油賜予飽受黑暗之苦的人類。

但充當社會經濟發展引擎的石油,在新世紀迎來了史無前例的挑戰,甚至質疑,當清潔能源幾番消沉捲土重來,全世界的人都如同上帝般發問:到底誰代表著未來?

石油業的從業者們不會輕言石油產業的衰落,他們用系統的理性數據證明著幾十年後的全球能源消費結構中,石油依然也必將是中流砥柱,但清潔能源的代表企業們並不認同,在他們眼裡,石油是傳統、污染、高耗能的代名詞,而諸如光伏、風電、核電、氫能源等新能源才決定著人類命運的未來。

兩個陣營的辯論持續多年,在最近的十年里,這場事關人類生存根基的產業之爭似乎進入高潮。尤其國際油價在2014年大幅下跌,全球新能源及配套產業投資爆炸式增長時,石油業所遭受的衝擊從未如此劇烈。

至少在汽車行業,顛覆性的徵兆已然來臨,新世界的大門已經打開。

未來已來

一個月前,國務院領導人首次出訪日本,在日本首相安倍晉三和豐田家族第四代掌門人豐田章男的陪同下參觀豐田汽車,當得知豐田以氫燃料電池為動力的Mirai已經量產後,大為吃驚。

總理嚴肅的表情背後,很多人讀懂了中國新能源汽車產業巨額政府補貼,甚至企業騙補亂象下的真實處境。多年的財政補貼並未換回核心技術的突破,當國內的新能源汽車公司還在為純電動和混合動力的技術路線爭執不斷時,豐田已經在氫燃料電池之路上越走越遠。

在日語中,「Mirai」一詞有著未來的含義。對於任何公司而言,資本的流向和技術押注的方向就代表著對企業未來的價值判斷,豐田汽車將旗下首款量產的燃料電池汽車以此命名,不難看出它對產業趨勢的信心。

事實上,豐田汽車並非第一家推出氫燃料電池汽車的公司,韓國現代汽車早在2013年就已經開發出全球量產版氫燃料電池車——ix35 FCV,並於當年2月26日在韓國下線,比豐田Mirai整整早了2年。本田也在2016年推出了第一代氫燃料電池車。

在兩天前舉行的亞洲國際消費類電子產品展上,現代汽車展示的第二代量產氫燃料電池乘用車Nexo的儲氫罐容量為156L,比第一代ix35氫燃料電池車的儲氫罐減重13%,容量增加12%,續航里程長達809km。

現代汽車集團新能源技術開發總負責人李起相說,Nexo已於今年3月在韓國上市,2個多月訂單超過1000輛。5月,Nexo已在歐洲上市,預計7月交車,而在北美的上市時間將會推遲,預計今年下半年上市。

李起相透露,Nexo的電池轉化效率為60%,這已經是當今世界的最高水平,其第一代氫燃料電池車ix35 FCV的電池轉化效率為55%。

「經歷了200年的發展,汽柴油車燃油效率達到40%已經很不錯了,接下來,每提高1%的燃油效率都需要更多的努力。」李起相說。

相比之下,從第一代氫燃料電池到第二代,現代汽車僅用了5年時間就提高了5個百分點。而在李起相看來,將氫燃料電池轉化效率提高到63%是當下行業努力的目標,要實現這一目標,需要依靠新技術、新材料的應用。

成本始終是遏制新能源產業普及的關鍵因素,對於氫燃料電池汽車的未來市場,李起相說,在一些工業配套和管道運送相對匹配的國家和地區,降低供氫成本並不難,工業配套可以降低生產成本,規模應用下的管道運送可以降低運送成本,而運送環節佔據了70%的費用。

19世紀70年代,當洛克菲勒依靠捆綁鐵路公司壟斷了全美國的石油業後,他的敵人們試圖繞開他控制的交通樞紐,從賓夕法尼亞修建石油運輸管道直通大西洋,即便心有不甘的敵人們最終還是逐一被洛克菲勒所征服,但曾經的產業規則卻被改寫,洛克菲勒對石油行業的壟斷開始進入倒計時。

如今,石油產業在全球工業基礎中的配套設施短時間內依然難以撼動,但石油工業之網顯然已經被撕開了不止一個缺口,並且日益擴大,人們從未如今日般切身體會到科技的迭代之快,曾經以為遙遠的未來,都在加速而來。

新材料命門

氫燃料電池汽車能否成為未來技術主流,當下在國內仍有爭論。氫燃料電池的基本原理是電解水的逆反應,把氫和氧分別供給陰陽兩極,以達到直接轉化為電能的發電裝置。通俗地說,純電動車的電池如同儲電站,而氫燃料電池則像發電站。

即便氫燃料電池具備能量轉化效率高、無污染、壽命長、運行平穩等優勢,但在氫製造、運輸和儲存等環節的現實難題依然是制約其發展的核心因素。目前,除製造環節已經較為成熟外,在運輸和儲存上,相比日韓,中國仍舊難以望其項背。

鮮為人知的是,雖然韓國現代汽車較早與豐田量產氫燃料電池汽車,但豐田早在1992年就開始了對氫燃料電池的研究,2014年,豐田Mirai推出即將上市時,豐田還砸下了200億日元(約合10.4億元人民幣)用於提高日本愛知縣工廠氫燃料電池和燃料箱的產能。

此前,氫燃料電池的成本高達100萬元美元,隨后豐田持續的科研投入帶來突破性進展,最終將成本減低至5萬美元。

無需加註汽柴油,也無需充電,並且完全不存在任何其他能源消耗,何況氫元素是宇宙中最為豐富的元素,在地球上儲量極為充足,所有的優勢,似乎都指向未來汽車工業的顛覆式革命。

但另一個現實瓶頸是,用什麼新材料和方式儲氫、輸氫,保障氫燃料電池作的安全性是擺在所有氫燃料電池相關廠商面前最大的難題。產業的變革讓他們看見了隧道盡頭的寶藏,但所有人都知道,穿越這條隧道的路有多長。

人類目前掌握的科技存量中,氫燃料電池的儲氫方式大致分為三種:高壓儲氫、液氫、金屬氫化物,氣液儲氫兩種方式顯然都無法滿足車載用能源動力的要求,用氫與金屬材料反應生成氫化物的固態儲氫則是一種較為理想的儲氫方式,儲氫材料則主要包括物理吸附類材料、金屬基儲氫合金和配位氫化物等。

但這些價格堪比黃金的稀有金屬材料顯然難以滿足大規模的產業化,也正因於此,中國在新能源汽車的發展方向上,將更多的籌碼押注在了純電動路線,而純電動技術路線背後,是對鋰電池材料的大規模控制。

美國《華爾街日報》一度發文,稱「中國正在拿下全球電池市場,從剛果(金)開始,到手機、新能源汽車。」

身處非洲腹地的剛果(金)擁有儲量豐富的鈷資源,這個非洲第二大國家對鈷資源的開發佔據了全球一半以上的產能,是世界最大的鈷生產國。中國作為最大買家,從西非等國家進口的鈷佔據了其出口總量的94%。

一個新的世界正在緩慢演變,直至重構,重構意味著博弈,博弈恰是人類前進的動力之源。


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