即使是豐田也不能確定氫燃料電池未來是否會普及。大部分汽車公司都是搞戰略科研和試制,保證關鍵技術領域不落後。
氫燃料電池的缺點
首先,氫氣的儲存和運輸比較困難:由於氫氣分子是最少的分子結構,很難保證即使是密閉的容器也不容易輕微泄漏,只能將泄漏控制到幾乎為零,不危及應用。然而,所涉及的成本是巨大的。
壓力容器成本不低。我覺得科研原料認為氫壓罐至少要35MPa,豐田用的是70MPa的三層結構。除了壓力容器,與氫氣罐相連的閘閥和管道的規定也遠高於其他燃料。使用年限不清楚,但維修費用可能會高很多。
二、鉑金屬催化劑成本增加:鎳鈷錳(NCM)或鎳鈷鋁(NCA)是三元鋰電池常用金屬催化劑的主要原料。其實鈷的用量很少(約10%),但是現在鈷的價格暴漲。關鍵原因是鋰電池的產量極大,所以即使單個充電電池的鈷用量很少,也吃不下更多的充電電池。
所以大家都在科學的研究無鈷充電電池的取向。在氫燃料電池方面,我看到有些畢業論文也在研究金屬催化劑替代鉑。畢竟鉑金太貴了,比鈷貴很多,或者說現階段用的不多。如果大量生產氫燃料電池,目前還不清楚鉑的價格會更高。
第三,電和能源的成本也高:比如汽車汽油的熱值為47.3MJ/Kg,天然氣(甲烷氣)的熱值為78MJ/Kg,氫氣的熱值為1.41.8 MJ/Kg。現在汽油價格按7元計算,1kg 9.7元(按92號汽油相對密度計算,0.725Kg/L),天然氣價格按商品氣計算。1 kg為6.25元(按天然氣0.72Kg/m3計算),氫氣價格為1 kg 40元。按等比熱值計算,汽車汽油每兆焦耳成本為0.2元,天然氣每兆焦耳成本為0.08元,氫氣每兆焦耳成本為0.28元。?
氫能的優勢基本只在燃料電池行業。在其他行業,天然氣(CH4)完全可以爆發氫能。生產制造1立方米氫氣必須6.7-7.3千瓦時,按照規範每千瓦時的碳排放量約為0.785千克,也就是說1立方米氫氣的碳排放量約為5.3千克,而1立方米氫氣的碳排放量僅為90克。天然氣是壹次能源,導致整個過程中有機化合物發生化學變化,無碳排放。點燃時,每千克碳排放量為2.04千克,即每90克天然氣的碳排放量為0.18千克。
90g氫氣的熱值為12.8MJ,90g天然氣的熱值為7MJ。?所以相同熱值下氫氣的碳排放量是天然氣的16倍?此外,汽化氫氣的溫度低於天然氣,存取時間低於天然氣,這意味著氫氣的儲存和運輸成本高於天然氣。