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      電動汽車和氫燃料電池汽車的“環?!贝驪K

      作者:尹海濤 殷俊舜 宋沁軒 潘政

      2021-10-13 09:25:21 來源:英大傳媒網  瀏覽量:

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      電動汽車和氫燃料電池汽車的“環?!贝驪K

      發布時間:2021-10-12 作者:尹海濤 殷俊舜 宋沁軒 潘政麟


        自2020年底,芯片荒開始在世界范圍內蔓延,全球汽車行業產銷量一度“吃緊”。

        據中國汽車工業協會統計分析,馬來西亞疫情加劇導致車規級芯片生產供應緊張,企業芯片短缺現象進一步加劇。2021年8月,我國汽車產銷總體延續了下降勢頭,1~8月,乘用車產銷分別完成1289.1萬輛和1311.2萬輛,同比分別增長15.2%和16.0%,增幅比1~7月繼續回落4.9和5.2個百分點。與2019年同期相比,產銷同比分別下降2.5%和1.7%,降幅比1-7月分別擴大1.3和0.7個百分點。

        與之相反的是,我國新能源汽車產銷量卻逆勢上揚,連續繼續刷新記錄。 

        1~8月,我國新能源汽車產銷分別完成181.3萬輛和179.9萬輛,同比均增長1.9倍,累計銷量的滲透率接近11%。其中純電動汽車產銷分別完成151.2萬輛和149.2萬輛,同比分別增長2.2倍和2.1倍;插電式混合動力汽車產銷分別完成30萬輛和30.6萬輛,同比分別增長1.1倍和1.4倍;燃料電池汽車產銷分別完成724輛和733輛,同比分別增長27.7%和26.8%。

        自2020年以來,電動汽車風光無限。特斯拉、比亞迪、蔚來,這些電動汽車領域的龍頭企業,都受到了資本市場的青睞。與此同時,氫燃料電池汽車憑借節能環保、排放零污染的特點,成為汽車低碳化的又一重要戰略發展方向,在世界各國引起廣泛關注。2019年,日本發布了《氫能與燃料電池戰略規劃路線圖》;2020年11月,美國制定了《氫能計劃發展規劃》;2021年3月,中國在第十四個五年規劃和2035年遠景目標中將氫能與儲能列為國家六大未來產業之一。這些規劃都將氫燃料電池列為未來能源產業發展的重要方向。

        理論上,氫燃料電池汽車能夠成為“僅僅排放純凈水”的交通工具,雖然可以做到足夠潔凈,但其易燃的特性又在安全性能方面埋下了隱患。

        “雙碳”時代,如果將氫燃料電池汽車和電動汽車放到“環?!钡睦夼_上PK,誰更能代表未來?

        發展新能源汽車最大的動力來自低碳和清潔交通的內在需要。因此,誰能在這個維度上勝出,是決定誰能主宰未來的重要因素。

        而當前的能源結構則是決定未來贏家的關鍵。

        早在2010年,清華大學的一個研究團隊曾指出,在當前中國的能源結構下,電動汽車造成的碳排放,與燃油汽車相比差別不大;但是在二氧化硫和碳化物方面的排放,要數倍于燃油汽車。燃油汽車目前每百千米的碳排放量為19.9千克。而根據2020年中國發電能源結構和電動汽車的主流性能計算,得到的數據:純電動乘用車每百千米的碳排放量為13.2千克。(計算過程中涉及的各種參數見表1)

        可以看到,純電動車的碳排放主要取決于發電結構。隨著我國當前能源結構的不斷改善,尤其是清潔能源的發電比例逐年提高,電動汽車在未來會占據很大的環保優勢。

        而關于氫燃料電池汽車,一些研究也表明,車輛儲存氫氣、駕駛運行對能耗和碳排放的影響極小。但是在制氫過程中,其碳排放量遠遠大于其他用氫環節的碳排放。因此,在測算氫燃料電池汽車的碳排放量時也要把制氫過程中的碳排放量算入其中。

        制氫過程中的碳排放很大程度取決于氫氣的生產結構。根據公開數據,綜合考慮當前氫電轉化效率,氫燃料電池乘用車百千米氫耗1千克,如果按照全球氫氣生產結構計算,氫燃料電池乘用車每百千米碳排放為12.31千克;如果按照中國氫氣生產結構計算,氫燃料電池乘用車每百千米碳排放為16.96千克。(計算過程中涉及的各種參數見表2)

        從全球角度來看,氫燃料電池乘用車的碳排放低于純電動乘用車,但按照我國能源結構和制氫方式來測算,氫燃料電池乘用車的碳排放高于純電動乘用車,這是因為我國當前生產的氫氣還是以灰氫和藍氫為主,因此,氫燃料電池汽車相比電動車在環保方面處于下風。

        可以看到,在使用端,無論電動汽車還是氫燃料電池汽車,能否逼近人類 “真正零排放”的目標,都取決于未來的電力結構。

        未來理想狀態下,如果電動汽車所使用的電力是由風能、核能和光伏發電所產生,那么在使用過程中,能夠實現零碳排放;如果氫燃料電池汽車使用的氫氣是利用風能、核能和光伏發電產生的電力,通過電解水制備而來,那氫燃料電池汽車也能實現“真正零排放”。

        因此,未來在環保方面的比拼,更重要的環節可能是:動力電池的處置以及氫儲存中的能耗等。

        責任編輯 | 能源評論.首席能源觀

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