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行业观点 | 为什么电池和氢气不是脱碳运输道路上的竞争对手?

文章来源:IT ProPortal | 翻译:世界铂金投资协会

在建设氢能经济和演示燃料电池电动车(FCEVs)不同的使用案例方面还有许多工作要做——但现在很明确的是,氢将在我们长期的脱碳进程中扮演着重要的角色。

几十年来,电动车(EVs)一直是激烈讨论和发展的主题。在人们多次尝试将其推向消费者市场,并就其是否会取代传统动力汽车,成为主要的交通工具进行了大量辩论之后,我们大多数人对电池动力车的概念已经相对熟悉。然而,就在最近,我们看到人们对电动车的兴趣突然剧增。技术的发展缓解了电池续航里程和充电速度方面的问题,政府政策和规模经济使电动汽车的价格达到了一个水平,使更多的人可以使用电动汽车,而且,也许最重要的是,鉴于电动汽车的不断加剧,公众的态度正在转向看到电动汽车的好处需要对经济的各个部分进行脱碳。

当然,今年对所有行业来说都是一个经济冲击,所以电动车的销售非常有弹性是值得注意的。在英国,例如,最新的销售汽车制造商和贸易商协会的数据表明,柴油车和汽油车的销量都比2019年下降了50%,但电动车的销售额实际上增长超过了130%。这一最新迹象,表明了这个曾经是行业利基领域的领域,如今已被选定为这一行业的未来。随着电动车(EVs)成为主流,我们也看到了一波新的创新浪潮——车辆之间的连接比以往任何时候都更加紧密,融合了新的报告和网络功能,有望改变我们使用道路的方式。

电动车的类型

然而,在当前关于零排放汽车的讨论中,有两个关键的因素经常会被忽略。首先,对于许多人来说,这个词“电动车”是特指由车载电池供电的车辆——纯电池电动车(BEV),指定车辆完全由电池供电,和混合动力电动车(HEV),指定既有电池又有内燃机的车辆。然而,氢燃料电池驱动的车与电池电动车的共同点比许多人意识到的要多——当然,它们和电池驱动的汽车一样是电动的。

要知道为什么,我们需要了解一点电化学知识。在现代汽车电池中,你会发现两个电极被一种叫做电解质的液体和一种电子不能通过的屏障材料隔开。当电池放电时,锂离子通过阻挡材料从一个电极移动到另一个电极。为了加入锂离子带正电荷,附着在锂原子上的电子必须走很长的路线——也就是说,电子运动产生的能量通过电路到达发动机和其他机械装置,为汽车提供动力,然后返回到屏障另一侧的电池中。

在氢动力汽车,燃料电池的工作原理是十分相似的:氢从一个小槽中泵入电池的一侧,穿过一个不透电子的质子交换膜,以便与另一侧的氧发生反应,使电子走更长的路,为汽车提供动力,当它们返回燃料电池时已完成反应,并产生水,然后从电池中排出。

虽然所涉及的化学反应是不同的,但其运行模式非常相似,所以我们可以预见未来的车辆已经被设计为适应任何一种动力,系统的更换就像你今天可能会替换一辆汽车的内燃机一样。

实现共同目标的多种途径

认识到氢燃料电池电动车(FCEVs)是家庭的一部分,可以这么说,有了电池电动车,我们需要开始思考的不仅仅是电动车在任何特定情况下是否是正确的选择,而是什么样的电动车将实现特定的功能。第二种常见的误解是,在电动车(EV)的对话中,氢和电池是竞争的,这是未来机动性的另一种设想。事实上,如果我们要成功地使我们的交通网络脱碳,它们是互补的解决方案,我们需要相互配合,就像过去我们根据具体情况在汽油车和柴油车之间做出选择一样。

对于许多应用而言,电池电动车(BEVs)正逐渐成为一种最为合适的车型,因为它们通常只需要相对较轻的附加基础设施,就能够满足许多使用情况下的动力和续航能力需求,并且,在乘用车和轻型货车领域,该行业现在提供了一系列全面的车辆选择。然而,与氢和碳氢化合物等燃料相比,电池的单位能量储存量相对较大且较重。这意味着,当涉及到重型货车、火车和其他大型车辆时,电池开始增加过多的重量并占用太多空间,使车辆成为现有选项的同类替代品。

同时,氢是宇宙中最轻的元素,当压缩到储氢罐中时,它提供了这些车辆所需的能量密度。当这些车辆也位于可提供加氢基础设施的停车场时,我们可以看到真实世界的使用案例,这证明了氢对交通网络的价值:在德国,阿尔斯通公司(Alstom)的Coradia iLint氢动力列车已投入商业运行,而即将到来的2022年冬季奥运会客车由康明斯(Cummins)提供动力燃料电池将运送运动员和游客往返于场馆之间。

虽然目前,电池电动车开始填补人们的车道和完成最后一英里交付的网上购物,我们可能会看到最重的车辆将由最轻的元素驱动。在建立氢经济性和演示氢燃料电池电动车在不同情况下的使用,还有很多工作要做,但现在很清楚,氢在我们长期推动脱碳方面将发挥重要作用。一个多元化、清洁、互联的电力未来就在我们的视野之内。(来源:IT ProPortal)

翻译:世界铂金投资协会

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