都说电只是过渡,那除了电,还有哪些新能源

汽车   2024-10-09 17:42   浙江  


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今天是备胎陪伴你的第 3735 


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以下是文字版


很多朋友现在都在讲:这个电,其实本质上只是个过渡。


那么到底哪种新能源才算是真正的未来呢?

01

氢能源才是未来?


评论区不少朋友讲:氢能源才是未来。



听起来很有道理,因为氢气燃烧没有污染,烧完之后直接变成水了。


专业环境实验,请勿模仿

加氢还比充电快得多,和加油一样的,加进去就可以了,几分钟就满了。


而且氢气的能量密度是汽油的2.7倍:


李冠廷.喷射策略对氢气/汽油双燃料发动机燃烧与排放影响研究[D].吉林大学,2021.


氢燃料电池也就是氢能源汽车上所谓的“发动机”了,热效率也相当的高,基本上可以做到60%左右


Henning Lohse-Busch.Automotive fuel cell stack and system efficiency and fuel consumption based on vehicle testing on a chassis dynamometer at minus 18 °C to positive 35 °C temperatures.


像是丰田的那个未来(Mirai),百公里氢耗可以做到0.8公斤左右,最后算下来1公里开销3-5毛



02

氢气难储存和运输


那为什么现在路上不多呢?用起来的成本和油车也差不多,为什么不普及呢?


氢气要普及,运输和储存是个大问题,这也是为什么有些地方气价30块,有些地方气价要60块。


因为除去补贴的影响,很大部分的零售成本都是花在储存和运输上面了


邹鹏,肖泽文.氢能源储运成本优化研究[J].能源与节能,2024.


氢气在常温下是气体,如果“简单”的加压压缩一下,密度还是比较低的。把氢气充到钢瓶里面,这点氢气的重量,还没有钢瓶的5%重


李跃娟,赵梓茗,姚占辉,等.中国典型区域车用氢能源产业及经济性分析[J].北京工业大学学报,2022.


所以如果只用大卡车来拉,这个运输效率特别低,只适合200公里以下的短距离运输。


邹鹏,肖泽文.氢能源储运成本优化研究[J].能源与节能,2024.


那如果想把氢气运送到比较远的地方,就需要降低氢气的温度,加大它的压力,变成液氢,这样密度就高了。


但是这样的运输方式就更“简单”了。


因为液氢的储存温度-253°C气罐就贼贵了,技术门槛还是比较高的,目前主要用在航空航天领域,还不能大面积普及。


邹鹏,肖泽文.氢能源储运成本优化研究[J].能源与节能,2024.


只有像天然气那样用管道输送,才可能会比较省钱。


但建设新的氢气管道,你觉得和煤气管道比哪个贵呢?成本也要天然气管道的2倍


邹鹏,肖泽文.氢能源储运成本优化研究[J].能源与节能,2024.


这么大的投入,建设时间就比较久,按照目前的计划,到2035年,总计管道里程可以突破1万公里。



03

制氢其实不贵


那抛开运输的问题,单纯把氢气造出来的成本,现在其实是不高的。


用“旧能源”煤炭或者天然气来制氢的话,成本也就是10-17块钱1公斤的样子。


邵乐,张益,唐燕飞,等.煤制氢、天然气制氢及绿电制氢经济性分析[J].炼油与化工,2024.


最贵、最环保的制氢方式呢,是利用可再生的光伏、风电和水电,电解水制氢,成本是27块钱1公斤


邵乐,张益,唐燕飞,等.煤制氢、天然气制氢及绿电制氢经济性分析[J].炼油与化工,2024.


但是绿电制氢有个很明显的问题,就是制造0.8公斤的氢气,需要44度电


这些电,如果你直接把它充到车子里,已经可以跑300公里了,是氢能源车子的3倍了,那何苦呢?


所以直接用电效率反而更高


那这么听起来,氢气好像就没有戏了,我直接用电不好吗?是不是根本没有普及的必要了?


也不是的


我们翻到另一面来看,效率虽然比较低,但我们也要考虑利用率的问题。


比如说光伏、风电、水电,它都属于看天吃饭,发电量有时候多,有时候少,我们控制不了



发电量多的时候,这些电就需要储存起来,不然就白白浪费掉了。


那这些多余的绿电制氢,其实就相当于是储能的一种。按照规划,国家接下来会大力发展绿电和氢能源



随着光伏和风电的发展,绿电价格会越来越低,等到了2035年,说不定每度绿电的价格能够降到大约1毛钱1度了。


邵乐,张益,唐燕飞,等.煤制氢、天然气制氢及绿电制氢经济性分析[J].炼油与化工,2024.


那个时候,绿电制氢的成本就会降到16块钱1公斤,和所谓的“旧能源”制氢,成本就差不多了。


邵乐,张益,唐燕飞,等.煤制氢、天然气制氢及绿电制氢经济性分析[J].炼油与化工,2024.


总的来讲氢能源要普及,还需要解决三个问题。


第一个,氢气管道铺起来,至少需要10年甚至更久


第二个,多搞光伏、风电这些,绿电设施要建的多,从目前来看也要10年左右


第三个,氢能源车的价格要降下来,像前面举例的那个丰田未来,70多万,显然不是我们普通家庭能够承担的


04

其他可再生合成燃料


氢气讲完了,其实除了氢气,还有很多的绿色能源。


比如说生物燃料,乙醇汽油,大家都听说过,用粮食发酵生产,和汽油混合可以直接使用,说不定还是53度飞天汽油。


甚至不需要的地沟油,加氢了之后也可以合成生物柴油,直接给柴油车用,某部电影里面以前就发明过这种东西,还成为了有钱人来着。


王涛.国内外生物燃料产业发展特点及对中国的启示[J].国际石油经济,2024.


如果可以利用起来的话,各种垃圾产生的这些沼气,也可以合成生物甲醇,量也不错的。


那么能用所谓的旧能源,或者说电合成的新型燃料也是有很多的


比如我们之前专门讲过的人造汽油,就是用二氧化碳和水合成的。对比氢气,优点是燃油车倒进去直接就可以用,兼容性贼好


保时捷官网说过的:


来源:保时捷官网

人造汽油,其实就是用二氧化碳合成的甲醇,然后合成出了人造汽油


05

关于新能源的预告


那么问题就来了,为什么车子不直接烧甲醇跑呢?甲醇的价格是汽油的1/4,直接替代汽油不就好了?


除了氢和甲醇,还有哪些用在车上的新能源?


这次不挖坑了,明天直接给大家带来第二集,记得准时来看,没关注的点一点关注~


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参考文献

[1]李冠廷.喷射策略对氢气/汽油双燃料发动机燃烧与排放影响研究[D].吉林大学,2021.
[2]Henning Lohse-Busch.Automotive fuel cell stack and system efficiency and fuel consumption based on vehicle testing on a chassis dynamometer at minus 18 °C to positive 35 °C temperatures.
[3]邹鹏,肖泽文.氢能源储运成本优化研究[J].能源与节能,2024.
[4]李跃娟,赵梓茗,姚占辉,等.中国典型区域车用氢能源产业及经济性分析[J].北京工业大学学报,2022.
[5]邵乐,张益,唐燕飞,等.煤制氢、天然气制氢及绿电制氢经济性分析[J].炼油与化工,2024.王涛.国内外生[5]物燃料产业发展特点及对中国的启示[J].国际石油经济,2024.


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