火車(chē)、輪船甚至飛機(jī)都可能成為液氫燃料的候選者，原因都是一樣的：續(xù)航里程、能量密度和加油時(shí)間。

　　我知道氫燃料汽車(chē)在市場(chǎng)上沒(méi)有機(jī)會(huì)的所有原因。燃料電池太貴了，氫氣太貴了，而且沒(méi)有基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)分配它。此外，人們還認(rèn)為，電池電動(dòng)汽車(chē)要好得多。

　　然而，我開(kāi)始相信，在一些正確的應(yīng)用場(chǎng)景中，氫燃料電池汽車(chē)是很有意義的。也許不是現(xiàn)在，但在未來(lái)的十年或二十年里，它們可能會(huì)在某些應(yīng)用中取代電池電動(dòng)汽車(chē)，比如長(zhǎng)途、重載卡車(chē)運(yùn)輸領(lǐng)域。

　　隨著我們慢慢向低碳未來(lái)發(fā)展，交通運(yùn)輸領(lǐng)域似乎有三條前進(jìn)道路：電池電力、氫燃料電池或零碳燃料內(nèi)燃機(jī)。

　　電動(dòng)電池已經(jīng)出現(xiàn)了。電池的成本不斷下降，汽車(chē)的行駛里程不斷增加，充電時(shí)間也越來(lái)越快。電網(wǎng)已經(jīng)到位，可以給它們充電。但對(duì)于許多大型卡車(chē)和公共汽車(chē)車(chē)隊(duì)來(lái)說(shuō)，純電動(dòng)車(chē)輛無(wú)法完成這項(xiàng)工作。稍后會(huì)詳細(xì)介紹。

　　零碳燃料是一種誘人的替代品。一種不含碳的插入式(替代)燃料將立即使每臺(tái)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)在凈零碳世界中都可行。但迄今為止的努力，尤其是保時(shí)捷在智利一家試驗(yàn)性電子燃料工廠(chǎng)開(kāi)發(fā)的凈零燃料，無(wú)疑是昂貴的。這種燃料目前的價(jià)格為每加侖45美元。保時(shí)捷希望在未來(lái)兩年內(nèi)將價(jià)格降至每加侖8美元。我們將會(huì)看到。與我交談過(guò)的動(dòng)力系統(tǒng)專(zhuān)家并不期望看到所需的燃料量、所需的成本或拯救內(nèi)燃機(jī)所需的時(shí)間的減少。

　　這就是為什么許多公司(如豐田、博世)都在致力于將氫作為內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料。但他們?nèi)匀幻媾R著成本、基礎(chǔ)設(shè)施和分銷(xiāo)方面的問(wèn)題。燃料電池汽車(chē)也面臨同樣的問(wèn)題，但燃料電池的效率遠(yuǎn)高于內(nèi)燃機(jī)。這是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，因?yàn)闅湟蔡F了。

　　目前最好的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率約為40%。大多數(shù)在20%到30%之間。使用氫燃料實(shí)際上可以將其提高到50%。但燃料電池的效率約為65%，所以它們比燃燒氫的內(nèi)燃機(jī)使用更少的氫。

　　氫燃料電池在長(zhǎng)途、重載卡車(chē)運(yùn)輸中有意義的原因是，與乘用車(chē)相比，需要的加油站要少得多。例如，加利福尼亞州估計(jì)只需要大約60座加氫站就能滿(mǎn)足長(zhǎng)途卡車(chē)司機(jī)的需求。而且《通貨膨脹削減法案》(Inflation Reduction Act)提供了數(shù)十億美元的補(bǔ)貼來(lái)支付其中的一大部分。

　　車(chē)隊(duì)之所以對(duì)燃料電池卡車(chē)感興趣，是因?yàn)樗募佑蜁r(shí)間與柴油平臺(tái)的加油時(shí)間相同，大約10分鐘。一家名為First Element Fuel的公司與博世力士樂(lè)(Bosch Rexroth)合作，開(kāi)發(fā)了他們所謂的低溫泵，可以將液態(tài)氫快速泵入8級(jí)重型卡車(chē)。低溫液氫泵站的成本是氣態(tài)泵站的一半，占地面積小得多，耗電量只有氣態(tài)泵站的五分之一。而且，一個(gè)氫燃料站每天只需要15輛重型卡車(chē)加氫就能盈利，而燃油汽車(chē)加油站每天需要700輛。FEF表示，一臺(tái)低溫泵可以同時(shí)給兩輛卡車(chē)加滿(mǎn)氫，需要10分鐘的時(shí)間。在電池電動(dòng)汽車(chē)的世界里，還沒(méi)有人能在充電方面實(shí)現(xiàn)這樣的轉(zhuǎn)變。

　　液態(tài)氫是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵。它的能量密度比氣態(tài)氫大得多。而且它可以以更快的速度輸送。但它必須儲(chǔ)存在極低的溫度下，-423華氏度或-253攝氏度，它在室溫下就會(huì)沸騰，所以如果你把氫燃料汽車(chē)停在那里一兩個(gè)星期，燃料箱就會(huì)空了。但這對(duì)長(zhǎng)途卡車(chē)來(lái)說(shuō)不是問(wèn)題，它們加完氫就上路了，不會(huì)一停就是幾個(gè)星期。

　　然后是關(guān)于氫是如何產(chǎn)生的爭(zhēng)論，因?yàn)榻裉齑蟛糠謿涫怯商烊粴獾恼羝D(zhuǎn)化而成的，這顯然會(huì)產(chǎn)生碳足跡。因此，F(xiàn)EF使用了60%的沼氣(甲烷)來(lái)生產(chǎn)氫氣，否則這些沼氣將被排放到大氣中。

　　對(duì)卡車(chē)司機(jī)來(lái)說(shuō)，里程并不是唯一的問(wèn)題，有效載荷也是一個(gè)關(guān)鍵因素。特斯拉聲稱(chēng)，它的電動(dòng)半掛車(chē)擁有900KWh的巨大電池組，可以在半小時(shí)內(nèi)充滿(mǎn)70%的電量。但這不僅比給氫燃料卡車(chē)加氫要長(zhǎng)得多，而且還將行駛里程限制在350英里(564公里)以?xún)?nèi)。由于電池組很重，它的重量被限制在29,000磅，只有13150公斤的有效載荷。

　　相比之下，一輛氫燃料卡車(chē)可以行駛600英里(966公里)，在寒冷的天氣里不會(huì)損失續(xù)航里程，載重5萬(wàn)磅，22680公斤有效載荷，并在10分鐘內(nèi)完成加注。在卡車(chē)運(yùn)輸行業(yè)，每英里的成本可以精確到一分錢(qián)，這是毫無(wú)爭(zhēng)議的：氫燃料是贏家。

　　但對(duì)于燃料電池卡車(chē)來(lái)說(shuō)，這并不是一個(gè)得分項(xiàng)。氫氣現(xiàn)在真的很貴，當(dāng)然是和電力和柴油相比。專(zhuān)家們告訴我，乘用車(chē)需要每公斤13美元的價(jià)格才能達(dá)到成本效益，中型和重型卡車(chē)需要每公斤8美元。但沒(méi)人會(huì)告訴我氫在加氫站的價(jià)格。這似乎是個(gè)秘密。我所能報(bào)道的是，F(xiàn)irst Element Fuel目前正以每公斤15美元的折扣向其合作伙伴客戶(hù)出售氫氣。對(duì)于其他人來(lái)說(shuō)，它遠(yuǎn)不止于此(也是一個(gè)秘密數(shù)字)。但是，有了博世低溫泵，F(xiàn)EF相信它可以將成本降低一半。

　　火車(chē)、輪船甚至飛機(jī)也可能成為液氫燃料的候選者，原因都是一樣的：續(xù)航里程、能量密度和加油時(shí)間。因此，市場(chǎng)可能會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出長(zhǎng)途卡車(chē)覆蓋的范圍。這就是為什么我開(kāi)始相信氫燃料汽車(chē)的未來(lái)會(huì)越來(lái)越近。

　　作者：約翰·麥克爾羅伊(John McElroy)，藍(lán)天制片公司(Blue Sky Productions)的總裁，該公司在www.Autoline.tv上制作《Autoline Daily》和《Autoline After Hours》，在YouTube上制作《Autoline Network》。

　?。ㄋ夭膩?lái)自：燃料電池工程 全球氫能網(wǎng)、新能源網(wǎng)綜合）