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从跑车入手?甲醇燃料电池的概念突围

文字:[大][中][小] 2020/3/24    浏览次数:49    

从跑车入手?甲醇燃料电池的概念突围

最近, Gumpert推出了甲醇燃料跑车Nathalie的量产版,这款车型同时也号称是全球首辆甲醇燃料汽车,其概念车曾在2019年的日内瓦车展亮相——看上去又是一款“来势汹汹”新能源车型。

 

然而相比于跑车的外观,Nathalie的技术路线则更令人感兴趣:什么是甲醇燃料电池?是燃烧甲醇提供动力吗?和氢燃料电池又有什么关系?在复杂的新能源技术路线中,作为后来者的甲醇燃料电池似乎显得不那么主流。

 

甲醇燃料电池:“传统”能源的新用法

将甲醇作为燃料并不是什么新鲜事,例如吉利汽车早在2005年就有相关尝试,研发甲醇燃料发动机代替传统内燃机、以甲醇燃料代替化石燃料的技术路线。甲醇汽油也一直在一定范围内被使用着。

 

至于甲醇燃料电池的发展则要从氢燃料电池说起。我们知道,氢燃料电池汽车(Hydrogen Fuel cell vehicle-FCEV)的灵魂部分在于燃料电池,从外部加注进车内的高压氢气与空气中的氧气在燃料电池中发生化学反应,继而产生电能驱动电机(过程中排放物只有水)。甲醇燃料电池的核心则在于甲醇重整制氢技术,它在基本原理上与氢燃料电池无异,只是在更前端加入一套甲醇制氢系统,用甲醇直接在车内制造氢气,这样一来车辆便不需要加注氢气而可以加注甲醇。

 

甲醇燃料电池的优势

从上文可以看出,甲醇燃料电池更像是对氢燃料电池的一种剑走偏锋的改进,这种改进主要解决了氢气的制备、运输和加注的成本问题。

首先,氢气的制备成本和来源同甲醇相比没有任何优势。其次,甲醇在-97.8℃和64.5℃之间都是液态,易燃不易爆且溶于水,存储和运输要比需要高压条件的氢气更经济更安全。第三,加氢站的建设成本极高,要想形成规模效应需大量投入,虽然理论上加注氢气只需要3-5分钟,但加氢的操作过程仍较为繁琐,往往达不到理论时间。而甲醇的加注形式和汽油类似,甚至只需对加油站稍加改造即可用来加注甲醇。

 

与此同时,氢燃料电池汽车对锂电池汽车的优势则得以保留。根据公布的数据显示,Nathalie在装满甲醇的情况下,续航里程可达820公里,也不太受环境温度、速度等因素的影响。

 

而相对于传统的化石燃料,甲醇的优势也显而易见。第一,甲醇(CH3OH)产品只含一个碳原子(相对应的汽油为7-13个碳,柴油为14-22个碳),在排放和环保上具有很大优势。第二,甲醇的生产原料十分丰富,煤炭、焦炉气、煤层气、天然气、生物质以及二氧化碳均可制备甲醇,是完全可以实现碳中性循环的低碳燃料。第三,从国家角度来讲,甲醇还可以大幅减少石油和天然气对外进口的依赖,实现煤炭产业资源综合利用。目前我国是全球最大的甲醇生产国和消费国,产能和产量占全球一半以上,甲醇生产技术成熟。

 

完美方案?步履维艰?

虽然目前新能源市场仍以锂电池汽车为主,但随着应用场景的逐渐明确和不同领域技术的发展与相互借鉴,可供选择的技术路线越来越多了。然而不管哪条路线,在着重解决某些问题时,都会有些顾此而失彼,甲醇燃料电池也会面临同样的情况。

虽然优点多多,但甲醇燃料电池本身仍存在能量转化率低、性能衰减快等硬性问题,而燃料电池关键部分(如催化剂等)的成本居高不下,也是令主流市场不愿过多投入的原因之一,毕竟无利不言商,守着成熟模式的传统巨头似乎没必要冒此风险。

 

更进一步,不管新能源还是传统能源,造车从来都是一个庞大而复杂的体系,即使某种技术在理论上完全可行,跑通一条完整成熟的产业链也是非常困难的事情——汽油车柴油车是经历了多久才真正发展成熟——更何况我们也并不能保证在研发过程中不会出现新的技术难题。除了车辆本身,甲醇加注站、制氢设备的开发、市场维修和保障体系的建设,都需要持续长期的投入,概念不被市场接受,就谈不上开始。

 

而此次Gumpert从跑车入手,一定程度上也有试验和吸引眼球的成分在里面。在“传统”氢燃料电池尚有一堆问题要解决的情况下,甲醇燃料电池更显“异类”。

目前看来,这一概念要想在搏杀激烈的新能源市场上突围并非易事。但未来的魅力也正在于这种不确定性。只要不是心怀鬼胎地大玩资本和文字游戏,任何一条技术路线都值得被认真对待。

(来源:腾讯汽车)

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