当前位置: 首页 > 资讯 > 说吧 > 正文

燃料电池车将日本送入氢社会 你羡慕吗?

一猫汽车网 2016-03-27 00:00:00

       最近这两年,相信很多小伙伴们常常能听到"燃料电池车"这个词,英文缩写为FCV。燃料电池车究竟是什么鬼?关于这个问题小伙伴们可以直接上网搜索答案。这篇文章适合已经对燃料电池车有了一定了解的小伙伴们阅读。当然如果你对氢社会这个词充满好奇的话,也可以继续往下看。


       2016年3月10日,本田汽车研发的新款燃料电池车Clarity Fuel Cell在日本国内正式上市,上市初期计划销售200辆。不过新车于2017年才会正式面向个人用户发售。大家也许还记得丰田于2014年12月发布了燃料电池车MIRAI。那么本田的这款Clarity Fuel Cell与丰田MIRAI有哪些不同之处?

       丰田于2014年12月发布了全球首台量产版燃料电池车MIRAI,虽然丰田早发布于本田,但事实上,本田从1980年后期就开始着手燃料电池车的基础性研究了。2002年本田推出了世界首辆燃料电池车FCX,该车以只租不售的模式在日本和美国进行租赁业务。2008年本田改进了燃料电池堆的体积,发布了新款燃料电池车FCX Clarity。


       今年3月本田全新发布的这款燃料电池车所搭载的燃料电池动力系统是由FC升压转换器、燃料电池堆、驱动总成等三部分构成。其中,燃料电池堆比以往的车型缩小了33%,实现了体积的小型化。而且输出功率密度达到了世界顶尖水平的3.1kW/L。另外,通过燃料电池堆的小型化,实现了燃料电池动力传动系统的一体化,并放置在车头部位。得益于全车轻量化、小型化的设计,车身可以留出更多空间,使得Clarity Fuel Cell可以乘坐5名乘客。

       首先来看看车身尺寸,丰田MIRAI的车身长×宽×高的尺寸为4890×1815×1535mm,轴距为2780mm。Clarity Fuel Cell车身长×宽×高的尺寸为4915×1875×1480mm,轴距为2750mm。从尺寸上来看,本田Clarity Fuel Cell要比丰田MIRAI宽60mm、矮55mm。


       再来看看动力系统,两者在动力系统的安放位置方面也有所不同。丰田MRIAI的驱动总成在车辆前部,燃料电池堆放置在车辆底部。而本田Clarity Fuel Cell的驱动总成和燃料电池堆实现了一体化的设计,统一安放在车辆前部。丰田MIRAI 的最高输出功率方面,燃料电池堆为114kW、电动机为113kW,储氢罐的容量为60+62.4L,合计为122.4L。一次充满燃料可以行使650km(JC08模式下)。


       本田Clarity Fuel Cell的最高输出功率方面,燃料电池堆为103kW、电动机为130kW,储氢罐的容量为24+117L,合计为141L。一次充满燃料可以行使约750km(JC08模式下)。在乘坐人数方面,MIRAI可以乘坐4人,而本田Clarity Fuel Cell可以乘坐5人。


       在安全装备和价格方面,两者也有不同。丰田MIRAI标配了使用毫米波雷达的雷达巡航控制系统、可以对碰撞进行有效回避的预碰撞安全系统、车道偏离预警系统等安全系统。本田Clarity Fuel Cell标配了碰撞减轻制动系统、行人碰撞缓解系统、带交通堵塞追踪功能的自适应巡航控制系统以及车道维持支援等安全系统。

       价格方面,丰田MIRAI 的售价为723.60万日元(约合人民币41.8万);而本田Clarity Fuel Cell的售价为766万日元(约合人民币44.2万)。在新车交付日期方面,本田Clarity Fuel Cell从2017年秋季开始面向个人用户发售,而丰田MIRAI从2016年2月22日以后下得订单要等到2019年才能拿到新车。从交车日期可以看出,本田Clarity Fuel Cell要比MIRAI的新车交付期限至少快两年。


       其实,本田方面一直都在强调Clarity Fuel Cell 是一台普通的汽车。在本田开发这款车时就将其定义为可以当做一辆普通轿车去驾驶的燃料电池车。自从本田在美国市场推出了Clarity Fuel Cell的上一代车型FCX Clarity后,就陆续有客户提出了相关质疑,其中包括,既然是轿车为何坐不了5个人?该车装备有些不足等。这也让本田意识到,燃料电池车应该具备普通轿车所拥有的共同点。本田应该向客户提供与汽油车在使用价值上没有差别的燃料电池车。


       为了实现作为轿车的载人和装物的空间,本田Clarity Fuel Cell的燃料电池动力传动系统实现了小型化,在一个体积与V6发动机大小的动力总成中,集合了燃料电池堆、升压转换器、电动机驱动总成、压缩机、氢和空气的供给系统等。对本田Clarity Fuel Cell的动力传动系统的小型化贡献最大的就是燃料电池堆和升压转换器。燃料电池堆的体积比上一款车型FCX Clarity缩小了33%,升压转换器缩小了40%。


       如今,丰田、本田两大日系车企的燃料电池车已经陆续问世,接下来,日本要做得事就是希望燃料电池可以送自己迈入氢社会。下面,我们就通过日本经济产业省制定的燃料电池战略方针来看看日本迈入氢社会前要走好哪几步棋。

       日本经济产业省2014年6月首次制定了氢燃料电池战略方针,并于今年3月22日对该方针进行了修改。修改后的战略方针明确了日本今后将利用居世界领导地位的燃料电池等先进技术,促进对二氧化碳排放量少的能源进行利用的同时,提出了加快使日本向氢社会发展的决心和构想。


       修改后的战略方针共分为三个阶段。阶段一:家庭和企業双方通过自家发电设备普及燃料电池的同时,不断增加燃料电池车的数量来取代汽油车,从而削减二氧化碳排放量。阶段二:以到2030年实现氢发电的实用化为目标,推进从日本国外低价进口氢并同时发展发电技术的高效化。随后是阶段三:从可再生能源中以无二氧化碳排出的方式大规模制造氢,争取在2040年建成一套国家水平的可以输送、储存的氢供应链。

       2009年,家用燃料电池ENE FARM率先在日本国内上市。这种电池通过天然气重组法提取氢气,然后注入燃料电池中进行发电。发电时产生的废热还能用来烧水供泡澡和地暖使用。ENE FARM的能源使用效率超过90%,约1000瓦的发电规模可以满足家庭用电量的80%左右。这里的ENE FARM就是上文阶段一中提到的"自家发电设备"。


       可以说日本的这项技术绝对领先世界,令其他国家望尘莫及。截止到2016年1月末,ENE FARM的销量已经达到了15万台以上。特别是2011年东日本大地震发生以后,作为灾难应急储备能源,它被更多的日本家庭所接受。


       修改后的燃料电池战略方针中,日本政府将政府将ENE FARM的普及目标设计为2020年达到140万台、2030年达到530万台。但ENE FARM的价格始终是个很大的课题。目前,普及型PEFC(固体高分子形)的平均价格为136万日元(约合人民币7.8万元)、高功率型SOFC(固体氧化物形)的平均价格为175万日元(约合人民币10.1万元)。这样的价格对一般家庭来说还是有一定的经济压力。


       在修改后的燃料电池战略方针中,日本经济产业省将2020年前后PEFC型的售价目标定在80万日元(约合人民币4.6万元)、SOFC型的价格目标定在了100万日元(约合人民币5.7万元)。价格降低后,ENE FARM将更能被广大家庭所接受。而且家庭购买ENE FARM后,会大大缩减电费,在使用7-8年后就会收回初期的购买成本。


       未来,随着ENE FARM的价格继续降低,预计到2030年,一个家庭使用5年就能收回初期购买成本。另外,日本也在商讨对ENE FARM发电后的剩余电力,按照固定价格进行交易的可行性。

       在修改后的燃料电池战略方针中,日本经济产业省也重新设定了燃料电池车的普及台数目标。预计在2020年东京奥运会举办时,日本国内的燃料电池车的普及数量将达到4万台,随着价格的降低,预计到2025年,日本国内燃料电池车的普及台数将达到20万台,2030年将增加到80万台。


       日本政府将目前问世的燃料电池车定为第一代产品。2020年左右,日本将迎来第二代燃料电池车产品,到2025年第三代燃料电池车将问世。而2025年后,燃料电池车的价格将会是目前价格的四分之一。

 

       虽然经济产业省没有在燃料电池方针中设定燃料电池车的价格目标,但以混合动力车的代表车型普锐斯为例,普锐斯的价格为300万日元,那么将来燃料电池车全面普及后的价格也可以控制在300万日元左右。


       在大力发展燃料电池车的配套设施加氢站方面,日本政府2015计划未来在日本四大都市圏建设100座加氢站。截止到2016年3月,包含移动式加氢站共有86所投入使用。为了跟上燃料电池车的普及脚步, 日本将进一步扩大加氢站的建设数量。到2020年,日本国内要建成160座加氢站、2025年建成320座。目前,建设一座加氢站需要花费4亿日元(约合人民币2300万元),预计到2020年,该费用将下降一半左右。


       另外,除了一般的加氢站外,利用地域可再生能源通过无二氧化碳排放制造氢的加氢站的数量将在2020年增加到100座。今后,还将从中心向地方进行可再生能源发电设备的扩张。通过剩余电力进行无二氧化碳排放的氢制造,然后再向燃料电池车进行供给,这样就形式了能源的地产地消的良性循环。


       目前,ENE FARM和燃料电池车使用的氢,大部分都是通过化石燃料进行制造的。用化石燃料制造氢时会排放出一定的二氧化碳,所以这并不是一个百分之百对环境友好的手段。今后,日本将着力发展以海外为中心的从未使用的能源中制造氢的方法,以及从可再生能源中制造氢的技术研发。


       在战略方针中,与燃料电池车的普及同时进行的还有氢发电的导入。预计到2030年,从海外进口氢的价格将低于30日元/Nm3。这个价格水平与目前在加氢站中销售的氢的价格(1千克1000~1100日元)相同,使得燃料电池车的燃料费用可以与混合动力车一致。

 

       相同价格水平的氢用于燃气涡轮机发电的场合下,发电成本为17日元/kWh,接近于用石炭和LNG(液化天然气)发电的成本(12~14日元/kWh)。这样的话,到2030年,日本国内的发电站所用的燃料可以用氢来代替。由于石油发电的成本超过了30日元/kWh,因此,通过氢来代替石油火力发电的手段在未来将有广阔前景。

 

       但是,氢在常温常压下是气体的状态,如果要想从海外大量进口氢,就必须建设一条高效率的可以运输并储存的氢供应链。日本未来将以目前技术开发出的两种方法为中心,在 2030年前,建成以海外氢制造设备和日本国内使用据点相结合的供应链。目前,日本也在着手进行将氢超低温液化后的输送技术研发和实证。

 

       到了2040年,日本将建成使用可再生能源大量制造输送储藏无二氧化碳排放的氢的基础设施。特别是太阳光和风力等天气发生变动的场合下,将电力转换为进行储藏再利用有很大的优势。


       由于现阶段,通过电解水来制造氢的成本太高,因此通过提高转化效率的技术研发和实证可减低制造成本。日本政府目前已经探明了从可再生能源中制造氢的技术方面和经济方面的课题,2016年将召集日本国内的主要的设备制造商和氢供给事业者成立工作小组,一步步攻破所有课题,为2040年日本实现氢社会的目标扫除障碍。

       看完以上内容,不得不问一句,日本要进入氢社会了,你羡慕吗?其实,谈不上羡慕,只能是佩服,佩服日本人为降低碳排放,保护地球环境所做出的努力。每个国家都有自己的国情,虽然现阶段,中国还没有大力发展燃料电池车,不过未来燃料电池在中国还是十分具有发展前景的。不过目前,中国的燃料电池技术已经落后日本至少10年了。未来的事我们很难预测,也许等到24年后,日本真的迈入了氢社会,到那时,我们也许会说一句:"哇!好厉害的样子。"感慨之后还是忍不住会去想,24年后的我们都在干嘛?中国的汽车大环境又会发生怎样的变化?

评论(0)
上一篇
下一篇

燃料电池车将日本送入氢社会 你羡慕吗?

一猫汽车网 2016-03-27 00:00:00 支持 键翻阅图片
版权所有:一猫汽车科技有限公司 电话:010-62691688  © 2017 www.emao.com 京ICP证150082号 京ICP备14010468号 公网安备 11010802020186号