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氢燃料电池汽车既不环保又低效?  

2014-07-07 17:01:22|  分类: 每日科学新闻 |  标签: |举报 |字号 订阅

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本文来自“科学美国人”中文版《环球科学》http://www.huanqiukexue.com/html/newgc/2014/0707/24578.html

一直以来都有书籍在大肆宣传“氢燃料”优越性,虽然早在2005年劳埃德( Lloyd) 就提出不同看法,但是主流思想却依旧强势。日前,又一位学者—朱利安.考克斯( Julian Cox) 指出,氢燃料电池汽车并没有那么环保。以下是他观点的一些关键点。

  

 

首先,我要提出如下的重要观点:目前氢燃料电池汽车比电池电动车昂贵得多,并且在接下来的几十年内都会如此。虽然这种情况会使得氢燃料电池汽车在大众市场上短期内不具有竞争力,但是大量的政府资金,依旧不断地注入这些不具有竞争力的车辆及其配套基础设施的研究和开发中。      

 

这看似荒谬,但真正荒谬的是,这些做法竟然是以保护环境为名义进行的,全然不顾具有成本竞争力的电池电动汽车(BEVs)更加环保,而且在可以预见的未来仍将更加绿色环保的这个事实。实际上,朱利安.考克斯证明,氢燃料电池汽车比传统的汽油和混合动力汽车更加污染环境!      

 

其实比起氢燃料电池汽车的减排量,其所提供动力的下降得更多。下图中的红色柱状图表明的是,各类汽车的“从油井到车轮”二氧化碳排放量,与50英里/加仑的丰田普锐斯相比下降的比例。最左边的柱状图表示的,每公里二氧化碳排放量(美国国家可再生能源机构统计平均值)比普锐斯多最多的汽车,就是氢燃料电池汽车。而最右边柱状图表示的车则是雪佛兰Spark EV(一种电池电动汽车)。

 

朱利安对这些数字的研究远比这里所说的深,但是我还是试着只关注那些重点和关键信息。第一点就观点清晰,无需解释:“氢燃料是一种化石燃料,美国95%的氢燃料产量来自天然气,其余的大部分则来自煤的气化过程,而且这种状况不会产生明显的改变。”

 

你也许会问:为什么不能使用可再生能源来获得氢燃料呢?我们不是总能听到很多这样的报道吗?       

 

是的,但那些都是理论上的。通过电能来获得氢气的最关键的问题就是效率非常低,根本不能与电池同日而语。氢燃料电池汽车的效率约为18 - 20%,而电池电动汽车的效率可以达到大约77 - 80%。此外,它也不能与天然气制氢工艺相比,这也就造成了上图的结果。       

“通过天然气来获取氢燃料是符合经济学原理的,而通过陆地页岩水力压裂的方式来获取天然气也是经济有效的。氢气来源于化石中的碳氢化合物,因此氢从地面提取的过程必然伴随着以释放碳(以二氧化碳的形式)的过程。重新收集碳(吸收二氧化碳)的成本与由此生产出的氢燃料的价值大致相当,因此它就被释放到了大气中。”  

 


图片来源:美国能源部

 

不幸的是,许多环保导向的政策和项目,都已经被氢燃料电池汽车及其配套基础设施所谓的“绿色环保”绑架,导致其资金支持与电池电动汽车及其配套基础设施旗鼓相当,这就会削弱甚至适得其反地加重了全球变暖。      

 

“用氢气产生与用煤相同的能量,要排放更多的碳。误将通过页岩水力压裂获得的化石氢气当作一种环保的可持续性能源的方式,可能存在风险——使得能源政策把投资和关注重点可能会从与可再生能源紧密相关的汽车技术上转移到别处,这就会削弱和潜在破坏全球为了遏制气候变化而做出的努力,”朱利安总结道。

 

我记得十年前主要汽车公司都在大肆宣传他们力推的“洁净”氢燃料汽车。如今我们不仅没有看到这些车进入大众市场,我们也没有看到为汽车提供的任何由清洁能源生产的氢燃料。汽车公司通常都会强调氢燃料汽车排放的尾气只是水蒸气,但是即使有这一点是确切的,那么想象一下,如果所有的汽车都在排放水蒸气,当地的气候会受怎么样的影响呢?       

 

还有这一点值得关注,那是劳埃德在2005年的一份报告中提出的:“燃料电池磨损速度比内燃机至少快5倍。如果我买一辆新车,我期望它可以使用10年,相当于约3000小时的有效行驶时间。可是如果我的燃料电池只能支持1000小时的有效行驶时间,那么显而易见它不是很实用。”       

 


图片来源:美国能源部

 

朱利安和劳埃德并非仅有的呼吁取消燃料电池汽车不实的宣传。 特斯拉汽车公司首席执行官和董事长艾伦.马斯克 (Elon Musk) —如果他认为燃料电池汽车可以解决汽油车问题的话,早就已经投资并且接手一家燃料电池汽车公司了—他最近说:“燃料电池很扯淡,根本就是一堆垃圾。他们做燃料电池的唯一原因是......他们并不是真的相信燃料电池,只是燃料电池是某件可以做的事情。那就像一种市场营销手段。事实是,如果你想要选择燃料电池汽车,即便是配置最好的燃料电池汽车,那么你就要考虑汽车的质量和体积以及燃料电池系统的成本。然后你就会知道,你即使配置了最好的燃料电池,它甚至还没有当前最先进的锂离子电池有优势。所以燃料电池根本没有办法做成有用的汽车。”       

 

福特也出来承认燃料电池汽车并不比汽油车更环保:“目前,最先进的制氢过程就是一个分布式(原产地现场)天然气蒸汽转化过程。然而,燃料电动汽车使用这个过程制作的氢,在从油井到车轮的过程中就并没有提供什么重要的环保效益(由于天然气转化过程中温室气体排放的原因)。”       

 

如果福特都愿意承认这一点,那么我希望其余的人也可以承认这一点。我还希望我们不要再把关注点过多地放在燃料电池汽车及其配套基础设施的研究与开发上了,而是更多地关注如何解决全球变暖问题。(作者:扎卡里.沙汉(Zachary Shahan) 翻译:程龙  审校:李伯勋 易逸度)

 

原文链接:

http://www.treehugger.com/cars/it-time-drop-idea-hydrogen-fuel-cell-vehicles-are-green.html

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