纯电动和氢燃料汽车的差异在哪,为何有人说纯电动不是新能源?纯电动和氢燃料电池汽车

2024-04-17 18:15:29 文章来源 :网络 围观 : 评论

  文/漂流的亚特兰蒂斯

  回答这个问题之前,先说一下新能源的定义。我们经常挂在嘴边的新能源是一个很大的概念,而且主要是针对一次能源(自然界原有形式存在的、未经加工转换的能量资源,如煤、石油、天然气和水势能)所说的。

  广义的新能源是指除常规化石燃料,煤、石油和天然气天然气之外的能源。狭义的新能源是指可再生能源,如太阳能、风能、生物质能、潮汐能和水势能等。我们经常使用的新能源是指可再生能源。

  现在我们看一下问题:纯电动和氢燃料。首先这两种能源都属于二次能源,既自然界没有现成的这样的能源供我们直接使用,都是通过其他的能源形势转化而来。狭义上来讲这个两种能源形势都不属于新能源。但是从广义上来讲她们都区别与我们常规的消耗化石燃料的内燃机,因而称之为新能源也无可厚非。

  纯电动和氢燃料电池汽车的主要差别是电的来源形式不同。目前纯电动汽车需要通过充电桩给车身蓄电池充电。而氢燃料电池则是通过像加汽油那样给车加入氢气(有兴趣可点击我的头像,有一篇文章专门介绍氢燃料电池),然后氢燃料电池产生的电能推动动力电机工作。

  所以纯电动汽车和氢燃料电池汽车本质上都是电动车。如果我们非要追究这两者到底属不属于新能源,那我们要追溯其上一级能源。

  电能的来源很广,用处也广,可以说是用处最多的二次能源。目前全球的电力71%来自化石燃料和核能,有29%来自可再生能源。

  所以说如果纯电动车的电力来源于化石燃料,那么显然就不属于可再生能能源。但是如果充电桩是来自如特斯拉那样的太阳能,当然就属于可再生能源了。

  氢燃料也如此,目前氢气主要通过天然气来制取,还有部分通过煤制取,这种来源显然与可再生能源没有关系。但是还有一部分氢可以通过生物质能气化得到,则又属于可再生能源。

  纯电动汽车和氢燃料电池汽车本质上都是电动车,只是电能来源形式不同。

  狭义上来讲这个两种能源形势都不属于新能源。但是从广义上来讲她们都区别与我们常规的消耗化石燃料的内燃机,因而称之为新能源也无可厚非。

  电能和氢的来源都可以通过传统能源和可再生能源获得,因此追溯源头。来源于传统能源的,显然与新能源没有关系,反之则不同。

  所以,在判断纯电动车和氢燃料电池汽车是不是新能源这个问题上,两者是相同的。他们可以是新能源车,也可以不是新能源车,关键看问题的角度。

  要想知道纯电动汽车和氢燃料汽车的差异在哪,首先得弄清楚纯电动汽车是什么?氢燃料汽车是什么?知道它们的构成部分以及工作方式,就能知道它们的区别以及差异了。

  纯电动汽车是什么?

  纯电动汽车顾名思义,就是用电来驱动车轮带动车身向前行驶。简单点来说,汽油车以汽油作为燃料,将喷射汽油和获取空气在发动机的气缸内混合压缩燃烧后,产生化学反应释放气体和热能,推动活塞进行做工,来带动车轮前进。

  这里面有一个重要的知识点,就是带动车轮前进的动能是来自于汽油和空气混合压缩燃烧而产生的化学能,也就是力,有了力,车辆才能被驱动。

  氢燃料汽车是什么?

  氢燃料汽车同样需要是指以气体氢为燃料与氧气结合产生产生电能和水,氢燃料电池的原理是把氢输入燃料电池中,氢原子的电子被质子交换膜阻隔,通过外电路从负极传导到正极,成为电能驱动电动机;质子却可以通过质子交换膜与氧化合为纯净的水雾排出。

  由于氢是地球上取之不尽用之不竭的能源,在驱动汽车时,排放的只有水气,属于真正的零排放。所以,氢燃料汽车深受各国车企的欢迎,例如丰田、宝马以及奔驰等,都研发过氢燃料汽车。

  无论是纯电动汽车还是氢燃料汽车,它们都需要“燃料”。

  其实可以看到,无论汽油车、纯电动汽车还是氢燃料汽车,它们都需要有一个原始燃料来与某些因素进行化学反应,产生力,来驱动车辆。

  纯电动汽车与氢燃料汽车都属于新能源汽车。我们都知道,当车辆携带的燃料越多,车辆能行驶的里程就越多,纯电动汽车与氢燃料汽车也一样,它们不可能自己生产源源不断的燃料,例如纯电动汽车在电池电量用完后,需要外接电源进行充电,而氢燃料汽车则需要获取氢燃料。

  纯电动汽车有续航里程焦虑,而氢燃料汽车则没有。

  由于乘用车本身的体积不大,所以纯电动汽车的电池容量一般不能做得太大,太大既容易挤占车辆的乘坐空间,也容易引起不稳定的因素,氢燃料汽车也一样。

  因此,这就引发出了续航里程的焦虑,目前国内在售的纯电动汽车的续航里程一般在500公里以上,这个数据也算不错了,但纯电动汽车的续航里程极易受到环境温度、路况、高速等影响,这些因素会使得原本的续航里程大打折扣,引发续航里程焦虑。

  纯电动汽车充电速度慢且充电桩不普及

  有人会说,这个没啥,电用完了找充电桩充电不就行了吗?确实,电用完了,再充电不就跟汽油车的燃油用完了去加油站加油一样嘛。但我们要知道,汽油车去加油站加油再不需要排队等候的情况下,也许不要5分钟就搞定了,而且目前国内加油站的建立非常普及且广泛,即便是很偏僻的地方,也能很方便的找到加油站。

  而纯电动汽车使用的充电桩不具有普及优势,根据目前国内主流的充电桩充电速度来看,从20%的电量充满到80%的电量一般需要30分钟,充到100%再怎么说也得40分钟往上走,这还得在非常理想的情况下才能做到。

  此外,关于充电桩也有一个问题,目前国内充电桩数量还是相当的少,而且缺少专人维护,极容易遇到损坏的充电桩,出门在外如果没有规划好路线,那么很有可能你驾驶的纯电动汽车会把你撂在路上。

  所以,纯电动汽车在充电时间上慢,而且充电还不方便。而氢燃料汽车是以氢为燃料,氢气可以从电解水、煤的气化中大量制取。其中电解水是一个相当靠谱的选择,因为地球上最多的就是水了,地球上70%以上被水覆盖,再加上氢燃料汽车排放出来的是水气,对环境零污染,因此,氢燃料汽车看起来具有广阔的应用前景。

  氢燃料汽车的制氢成本高,获取困难、普及困难,但加氢时间短,且续航里程长。

  而实际上,通过电解水制氢的方法特别昂贵,不经济也无法大量普及,且需要耗费其他大量资源,而且氢气的安全储运问题也值得商榷。相反,纯电动汽车只需要充电,就可以。

  在充电速度上,与纯电动车相比,氢燃料汽车加氢时间短,且续航里程长。根据相关资料显示,加氢站中每辆城市物流车的平均加氢时间为5分钟,与普通燃油汽车加油时长相差无几,加满氢气之后的续航能力可达1000公里,完全满足城市物流车的需求。

  纯电动汽车与氢燃料汽车的差异总结

  纯电动汽车和氢燃料汽车的差异主要在于一个能快速普及,一个在制氢的技术上还无法大规模廉价获取以及储运上的安全性上还没有可靠的方式。另外,当氢燃料汽车的制氢成本能大幅度下降和普及起来,那么氢燃料汽车相比纯电动汽车,不会有续航里程焦虑。

  最后一个问题,为什么有人说纯电动汽车不是新能源?

  什么是新能源?新能源在于有一个“新”字,而纯电动汽车是用电,电并不是一个新鲜物。

  早在1821年,法拉第发明了电动机,是今天世界上使用的所有电动机的鼻祖;1831年,法拉第发现电磁感应,制造出世界上第一台能产生连续电流的发电机;1879年,爱迪生发明白炽灯泡。时至今日,电早已融入到我们生活中的方方面面,你现在用手机或电脑在看我的这篇回答时,屏幕所显现的亮度就是电。

  还有一个原因,早在100年前,纯电动汽车就已经出现了。1834年的英国,布兰顿演示了托马斯·戴文波特发明的蓄电池车。1909年,美国总统夫人海伦·塔夫脱(Helen Taft)以及后来一届的总统伍德罗·威尔逊(Woodrow Wilson)就开过电动车,那时候美国首都的街道上已经能看到不少电动车了。所以说,纯电动汽车其实很早之前就曾经规模性的发展过,而如今2022年了,纯电动汽车开始成为新的出行方式,你要是说它“新”,也并不然吧?

  因为历史上电动车曾经出现过,虽然仅仅是昙花一现的一些概念车,并没有大范围销售。但还是被人诟病。

  其实氢燃料比电池出现要早的多。早在1801年,法国化学家飞利浦·勒本(Philips Lebon)成功研发以煤气和氢气为燃料的二冲程发动机。法国化学家菲利普.勒本,采用煤干馏得到的煤气和氢气作燃料,制成了将煤气和氢气与空气混合后点燃产生膨胀力推动活塞的发动机。之后的内燃机也一直以煤气和氢气为燃料。直到19世纪末,汽柴油出现以后,内燃机才改为汽柴油做燃料。

  所以如果电动车不能算新能源,那氢燃料更不能算新能源。早期氢燃料内燃机和纯电动车之所以会败给汽油车,是因为汽油比氢气和电池更适合作为汽车燃料。无论安全性还是体积能量密度都占有绝对优势。

  但进入新时代形势发生一些变化,高能量密度锂电池和效率更高的氢燃料电池出现使得电池车有了逆袭燃油车的可能。

  但这两种车都存在续航里程虚标的情况,比如日本的mirai氢燃料电池车宣称续航650公里,美国消费者实测只能跑350公里。再加上不断爆出锂电池车起火和加氢站爆炸的新闻,相信逆袭道路并不会一帆风顺。

  纯电算不算新能源主要还是看电的来源。电本身是二次能源,其来源是多样化的,如果电能来源于风能,太阳能,核能等新技术下的清洁能源那么它就属于新能源和清洁能源。而如果来源于燃烧煤炭,石油火力发电等化石燃料,那么电本身也就不属于清洁能源更谈不上什么新能源了。而纯电动车是美国人安德森在1832-1839年就造出来了,时间上比卡尔本茨在1886年制造的第一台内燃机汽车早很多年。并且1899年波尔舍就发明了轮毂电机,并且在一战和二战中都出现了由内燃机发电再以电机驱动电动机作为动力的混合动力坦克装甲车辆。只是当时的称呼为电力传动系统,最典型的就是二战中与虎式坦克竞标失败后的底盘改装出来的象式突击炮。

  因此,纯电动车从哪个角度来看它其实的确不该被冠以新能源车的名号。

  而氢能源车虽然也是最终以电机驱动车辆,但为其电机供电的燃料电池技术则是全新的,电力本身只起到能量传输的作用。氢燃料电池最早是60年代被应用在阿波罗飞船上,随后被一些军用常规动力潜艇所采用。燃料电池堆与斯特林发动机共同成为当今AIP潜艇的主要水下动力来源。

  氢燃料电池堆的特点是直接将氢氧的化学能直接转化为电能,转化效率高达60-80%。并且全程无需燃烧,排放物为纯水,无噪音和污染。氢氧单质广泛存在于环境中,获取氢氧的手段多样等等。所以当今普遍认为氢燃料电池技术属于新能源和清洁能源。

  

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