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对丰田氢气老板的独家专访展示了燃料电池如何

作者:admin发布时间:2019-01-22 16:34

如果你想把Twitter的愤怒带给你,建议电动汽车可以用电池以外的东西供电。只有完全天真的人才会认为任何带来零排放运输的技术都值得考虑。提到燃料电池,你会迅速被谴责为白痴,大石油的代理人,或更糟。特斯拉的伊隆马斯克经常对燃料电池进行抨击,称他们“令人难以置信的愚蠢”,“令人难以置信的愚蠢”和“傻瓜细胞” - 嘲讽嘲讽与电池欺凌特别好的共鸣。

另一方面大部分的圣战都悄然转向了另一个脸颊。好吧,直到今天早上,我坐在东京品川站的一家咖啡店,独家采访了一个中央无花果丰田的燃料电池项目。 Katsuhiko Hirose教授一直负责丰田的燃料电池系统开发,他告诉我为什么马斯克理所当然地害怕燃料电池:氢燃料电池汽车最终将比汽油动力汽车便宜,为零排放运输敞开大门世界各地,而不仅仅是能够负担得起依赖稀缺的自然资源和政府支持的电池电动汽车的富裕地区。

氢燃料站很少而且很远,这种稀缺性打开了怀疑燃料电池汽车未来的大门。 Hirose是一位年轻的物理学家,曾在丰田公司为一家工程公司进行核聚变交易,在那里他开发了早期的数字引擎控制器单元。这变成了一个屁股管理燃料经济性和排放的一个天上掉馅饼项目,成为混合动力丰田普锐斯。当丰田的一个臭鼬工作团队开始研究氢燃料电池时,Hirose加入了这个项目的人们的行列。 “我是一名科学家,我指出氢气是一种需要能量产生的能量。我质疑氢气来自哪里,以及储存的地方。当时没有合适安全的大型存储系统,“Hirose记得。 “具有讽刺意味的是,后来我成了开发先进储氢器的人。”

2003年,Hirose的老板Mitsuhisa Kato告诉他“现在是加入敌人的时候了”,从混合动力转向氢气研究。 Hirose被任命为丰田燃料电池的总经理系统开发,他不得不努力消除自己的疑虑。他不是唯一的怀疑者。

三年后,在2006年,德国科学家Ulf Bossel撰写了一篇论文,基本上声称用电制氢是浪费能源。博塞尔认为,将相同数量的能量存储在电池中而不是将其转化为氢气以便存储和以后使用会更有效。几十年后,电池凸轮仍然将这张纸看作是在两台iPad上从西奈山上下来的。直到今天,博塞尔的熨平板仍然是纯电池原则的意识形态基础。

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博塞尔在他的分析中犯了一个根本性错误,广濑谈到核物理学家。博塞尔假设氢气将使用现有电力制造。 “如果起点是电力已经存在,如果你用现有的电力用电解制氢,那么是的,你会损失30%的能量,“Hirose说。 “但是人们忘记了,当用天然气或煤炭制造电力时,60%到70%的能量都会损失掉。如果直接从天然气甚至煤中产生氢气,它们将不会损失60%或70%的能量。这一切都取决于你从哪里开始。“ 

今天的大部分氢不是通过电解制成的,而是通过改造天然气,甚至是煤。奇怪的是,博塞尔并没有像他自己承认的那样“考虑这个选择,尽管氢气可以以相对较低的成本进行化学合成。”

反燃料电池教条的另一个支柱是在“储存液态氢时,出于安全原因必须允许一些气体蒸发,这意味着两周后,即使没有被驱动,汽车也会失去一半的燃料。”难怪如果我们放下一半,氢就会失去它可以在为车辆提供动力之前蒸发掉啊。但是,博塞尔正在谈论“液态”氢气,而广濑则称他为氢气。

“汽车制造商长期放弃了在乘客身上使用液态氢的想法汽车,“正是因为他们的小坦克缺乏足够的绝缘液体氢气的负253厘升,其中一半的确可能在两周内沸腾,我被告知。燃料电池汽车中使用的氢气是加压的,而不是液体,它不会逃脱。然而,它可能会逃脱那些仍然复制一个13岁,长期的人过时的纸张。

另一方面,液态氢的大规模储存是非常实用的,我从丰田的先进储氢系统专家那里学到了第二杯咖啡:“在种子岛的日本空间站,足够的液态氢能够为多个火箭发射提供动力储存数月,蒸发量不到1%。“即使这样也不浪费,用于发电或其他应用。

另一个问题逃避所谓分析的作者是电池的重量。重量是里程的敌人,并且试图通过快速增加更多电池来增加射程成为一个失败的主张,因为越来越多的能量被浪费拖累重型电池。没有什么比电动卡车更受伤害了由几家汽车制造商负责。

 “电池电动40吨卡车,500公里范围需要8吨电池。那太荒谬了,“广濑说。 “你想运输货物,而不是一个巨大的电池。燃料电池组更轻,更易于操作。“氢燃料电池动力传动系统的重量可与柴油发动机相媲美,Hirose告诉我,有时甚至更轻。 “按重量计算,氢气的能量是柴油燃料的三倍,但它也需要更重的油箱,”Hirose说。

自Ulf Bossel写论文以来,时代和技术发生了变化,他本人早就离开了来自纯电池的信念。 Ulf Bossel现在是瑞士Almus AG的所有者,该公司销售UBOCELL,这是一种将氢转化为电能的小型SOFC燃料电池。

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到目前为止,对电池阵营的威胁一直保持不变 - 直到今天早上我订购第三杯咖啡时:燃料电池车将很快比丰田自己的混合动力汽车便宜,而且有一天他们可能比普通汽车便宜。毕竟,我们并没有被告知燃料电池汽车非常昂贵,因为它们使用了大量的铂金?

无意义,广濑说:“回来时据说第一辆燃料电池车耗资一百万美元,我们使用了100克白金。你可以花3000美元购买。现在我们正在使用......“他停顿了一下。 “更多,更不用了。”随着Platinum进入丰田的燃料电池组的影响很小,最后,Hirose透露它在催化剂的铂金附近用于柴油车的ic转换器,“使用大约10克白金。”

“人们仍然认为燃料电池使用大量昂贵的贵金属。事实并非如此,“Hirose说。 “燃料电池堆中最昂贵的东西是0.01毫米的薄膜。堆栈的其余部分非常便宜。实际上,燃料电池最昂贵的部分就是工艺,它是堆叠的制造,而不是进入它的材料。“

这使燃料电池具有巨大的成本优势。电池。 “70%的电池成本是在原材料中,”Hirose说,原材料的价格通常不会随着需求的增加而下降。电池也没有让我们免于被绑在政治温床上。电池的一个关键成分是钴,世界供应量的66%来自来自据称的刚果民主共和国,在不断抱怨侵犯人权的情况下开采该地区。钴的价格一直在爆炸,原始设备制造商急于获得供应。相比之下,锂的数量相当丰富,但“电讯报”报道称,“全球争夺活动的狂热爆发,以提取金属并确保锂离子电池的供应。”只要有水(H2O,氢的两个原子)世界上的氧气之一,没有办法耗尽氢气。

70%的电池成本与原材料相关,成本优化必须集中在剩余的30%,并且“电池已经按比例缩小,“Hirose说。但是没有电池成本下降很多? “由于产能过剩,电池成本大幅下降y,“Hirose说。 “电池是一种商品,如果有人以低于10%的价格出售它们,他们就能获得销售,而且成本越来越低。”世界各地建造的巨大电池厂需要巨大的前期投资,技术进步几乎没有时间来收回CAPEX。丰田公司的电池合作伙伴松下写道“两年内亏损70亿美元,主要是因为过时电池厂的减记,”Hirose说,“许多电池制造商处于相同的状况。”

松下制造的电池由特斯拉转而成为内华达Gigafactory的电池模块。松下公司总裁Kazuhiro Tsuga最近告诉彭博社,松下“与特斯拉仍在亏钱”,称他有望改变。同时,松下圆形18650和2170电池特斯拉已经过时了,当丰田和松下宣布联盟首先制造棱柱形细胞,然后固态时,Tsuga公开希望技术不会进展太快,说“如果我们转向固态电池”突然间,我们的投资将被浪费。“

与电池相比,”燃料电池仍处于规模的早期阶段,“Hirose说。 Hirose告诉我,丰田在其6万美元的Mirai燃料电池汽车中约有3,000辆,但它“正在建造一座新工厂,到2020年将产量提高到每年30,000辆”。最重要的是,丰田将其燃料电池技术应用于卡车,公共汽车以及“除了机动性之外的许多应用”,Hirose说,这种规模已经让丰田拥有“成本最低的燃料c”在世界范围内。“

丰田计划到2025年将燃料电池汽车的价格提升到混合动力汽车的水平,但”就个人而言,我对这个目标并不十分满意,“Hirose承认。 “为了将世界变成替代燃料,我们需要提供比传统汽车更便宜的燃料电池。这是我个人的目标。我认为可以做到这一点。“

这可能听起来像是一个令人发指的声明,但根据燃料电池工程师Matthew Klippenstein的说法,他也是行业标准燃料电池行业评论的合着者, ”丰田对燃料电池成本的乐观情绪在业内悄然分享,即使电池当之无愧地成为头条新闻。随着燃料电池的生产规模扩大,其成本将直线下降。“

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我问Hirose他认为什么时候燃料这辆车的价格会低于卡罗拉。

暂停后,他说:

“这取决于我们对真正可持续交通的认真程度。它不能只由丰田完成。如果社会愿意提供资源,那就有可能。我现在63岁了,我想我会活着看到它。“

关于电池和燃料电池堆之间细微差别的争论还没有结束,只要工厂有,它就会肆虐要摊还,只要有政府资金,没有人愿意与另一个阵营分享。虽然电池电量成为所有头条新闻,但全球对氢的支持正在增长。在达沃斯举行的2017年世界经济论坛期间,成立了一个氢能委员会,有53家能源,运输和工业公司作为成员,并与Hiro合作作为丰田在该论坛的发言人。到2025年,中国宣布了350个加氢站的计划。到那时,德国希望拥有400个加油站。日本在世界第三大经济体中落后于燃料电池,并宣布计划在2030年至2050年之间将这个岛国变成一个“氢化社会”。日本首都东京希望氢气更加匆忙,并且旨在实现氢能协会到2020年,奥运会明年进入城镇。

广濑是一个直言不讳的人,他并不像他所承认的那样“喜欢氢气社会这个词”。 “氢社会意味着我们完全打赌氢。相反,我们应该为可持续发展的社会提供一系列解决方案。当然,政府可以激励,但从长远来看,我们需要提供资金客户喜欢选择什么。这与电池与燃料电池无关。这是关于可持续的,零排放的交通,以及关于客户的选择。“

”可持续发展的社会是一项很多工作,“Hirose说,他收集他的东西,把他的新干线赶回名古屋,”但如果我们推迟就全球变暖等问题做出决定,我们就会偷走孩子们的未来。作为一个公司的人,我不应该这样说,“他告诉我,”但也许你可以。“

我刚才这样做。

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