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电池回收难题待解 氢燃料电池车环保性能有多高?

导读: 到了2025年中国电动车的销量将达到700万辆,而2020年就会达到200万辆。如此形势之下,氢动力汽车的前景似乎并不明朗。而且,相对于2016年狭义乘用车销售就达到2325.13万辆的总量来说,氢能源汽车的数字太微不足道了。要谈颠覆传统燃油车和电动车,还远得很。

著名媒体人汪云青老师转发了一条朋友圈,《中国科大在电解水产氢催化剂研制中取得重大进展》。据文章介绍,科大研究出来的二硫化钼-黑磷杂化的纳米片催化剂,能够大幅降低制氢技术的成本。把这两件事放在一起来研究一下,就很有意思了。

我们都知道,氢气作为氢动力汽车FCV的主要动力来源,其制造和储存的成本一直居高不下,根本原因在于需要重建整个能源供应系统。所以,FCV的商业化始终是一个似幻似真的梦想,离我们现在以化石能源为基础的传统燃油车的成熟模式还很遥远。

简单做个对比就知道,就算已经将FCV成功商业化了的丰田,据了解,其FCV Mirai的2015年的产量为700辆,2016年2000辆,2017年这个数字将是3000辆。到了2020年,就算按所说的10倍速也只有3万辆。

而根据外媒报道,到了2025年中国电动车的销量将达到700万辆,而2020年就会达到200万辆。如此形势之下,氢动力汽车的前景似乎并不明朗。而且,相对于2016年狭义乘用车销售就达到2325.13万辆的总量来说,氢能源汽车的数字太微不足道了。要谈颠覆传统燃油车和电动车,还远得很。

根基——燃料电池

而且,我们且慢为文章开头的制氢技术所需催化剂的突破而欢欣鼓舞,因为单点突破并没有太大作用,毕竟离燃料电池驱动的氢动力汽车商业化还很遥远。再说,记者一贯怀疑中国这种科研成果商业转化率不到10%的可行性。

就算这种催化剂能够商用,按文中所讲接近铂炭催化剂的价格,那也在60元/克左右(目前含Pt20%的铂炭催化剂的市场价格)。即便按照每辆轿车的燃料电池降低到用50g催化剂来算,也得3000元,还是太高了。要知道,燃料电池中催化剂只占到总成本的10%以下,PEM才是成本的大头。

从燃料电池的核心材料PEM交换膜来说,国内迄今为止最常用的质子交换膜(PEMFC)仍然用的是美国杜邦公司的Nafion质子交换膜,虽然Nafion质子交换膜的价格比几年前降了很多,但是仍然在600美元/平方米左右,换算过来,相当于120美元/千瓦。在燃料电池系统中,膜的成本占到总成本的20~30%左右。按照每辆车最低要求的30千瓦算,总成本就达到了12000美元左右。这还是燃料电池的成本。

按照行业现状,整套燃料电池电堆的价格,在20~30万元左右。而辅助部分的无油压缩机,因为全靠进口(还有一定的技术封锁),贵的更在40~50万元,整辆氢动力汽车光成本就已经超过传统燃油车的好几倍。

所以,2014年4月开售第一批量产氢动力汽车的韩国现代ix35,其售价高达1.5亿韩元,约合人民币85.5万元。而在国内,大部分材料和零部件都需要进口的中国燃料电池车,成本更是难以在近期商业化。根据上海燃料电池汽车动力系统有限公司技术总监王晓华估计,真正能实现规模商业化的时间,大概在2025年左右。

而在商业化方面,2014年6月12日,特斯拉宣布对外开放所有专利,总数约200件,其核心是电控技术,这激起了市场的强烈反应。说不上是不是特斯拉的触发,随后电动汽车的发展热潮有目共睹。而与之结果迥异的是,2015年1月的CES上,丰田宣布开放约5680件燃料电池相关专利,但直到目前,市场并没有激起多大的浪花。

虽然FCV Mirai总设计师田中义和认为此举是鉴于丰田于2015年发布的“环境挑战2050战略”,并且是为了让更多的人参与到FCV的研究和运用中来,共同推动环境保护,“目标是在2020年前至少比2010年在新车使用环节减少90%的二氧化碳排放。”但是,以氢为动力的燃料电池汽车还是道阻且长。

况且,最早实现商业化并公开专利的丰田,让美国方面并不感冒。特斯拉的马斯克就质疑过,并说,做燃料电池简直是浪费时间,燃料电池的投资非常愚蠢。马斯克估算,“燃料电池不到普通太阳能发电效率的1/4,氢是一种可怕的能量存储机制。”在美国,围绕加州开始实行的ZEV法案(零尾气排放Zero Emission Vehicle)的这场电动还是氢动的争夺,鹿死谁手目前还未可知,但目前至少是电动车处于绝对优势。

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