浅谈氢能源汽车的发展前景 朱晏萱孙如田摘 要：氢能源汽车具有诸多优势，但是在技术、政策以及用户需求方面还存在许多不确定性，相信随着未来技术的不断进步，氢能源汽车还是有着很大的发展空间，也会成为广大汽车使用者的首选之一。本文就几种新能源汽车进行分析，指出各种类型优缺点，着重分析氢能源汽车的应用发展前景。关键词：氢能源汽车 纯电动汽车 发展前景Talking about the Development Prospects of Hydrogen Energy VehiclesZhu Yanxuan Sun RutianAbstract：Hydrogen energy vehicles have many advantages， but there are still many uncertainties in terms of technology， policies， and user needs. It is believed that with the continuous advancement of technology in the future， hydrogen energy vehicles still have a lot of room for development and will become the majority of vehicles， and one of the users first choice. This article analyzes several new energy vehicles， points out the advantages and disadvantages of various types， and focuses on the application and development prospects of hydrogen energy vehicles.Key words：hydrogen energy vehicles， pure electric vehicles， development prospects现如今随着人们生活水平日益提高，人们对生活质量的要求也越来越高，在日常出行中，汽车已经成为人们生活中不可缺少的一部分。根据公安部提供相关数据显示，到2020年底，我们国家全民汽车保有量达2.81亿辆，其中新能源汽车占汽车总保有量的1.75%，比前一年增长29.18%。新能源汽车每年超过100万辆增量，已经连续3年，并且呈持续高速增长趋势。表1，20142020年中国新能源汽车产销量统计情况。新能源汽车有着巨大优势，主要体现在环保、经济、舒适和操控性好等方面，在现阶段已经成为众多用户的首选，新能源汽车主要包括纯电动汽车、氢能源汽车、混合动力汽车、燃料电动汽车和其他新能源汽车1。纯电动汽车目前是客户使用最多的新能源汽车。而氢能源汽车作为新能源汽车的种类之一，有着自己独特的优势，在未来市场中，也会成为用户的选择。本文就氢能源汽车的一些知识和发展前景作以简單分析。氢能源汽车顾名思义就是以氢能源作为燃料，是为汽车的提供动力的来源。氢能源汽车发动机分为氢燃料发动机和燃料电池发动机2，氢燃料发动机是用氢能源来替代原来的汽油，完全用氢能源做燃料，氢能源和氧气发生化学反应之后的产物只有水和氮的氧化物，对发动机产生的损害非常小，而且几乎不会产生污染，对环境没有任何危害，这种是纯氢燃料发动机;氢能源在作为汽车发动机的燃料时，还可以作为燃料的一部分，和其他的燃料一起使用，通过在燃料中掺杂一部分氢能源，可以有效地提高汽油机的使用性能，称为掺氢燃料发动机3。而氢燃料电池就是一种发电装置，原理和发电厂一样，是将化学能转化为电能的直接发电装置。由于不需要经过热能和机械能（发电机）的中间变换，所以能量利用率高，而且便于携带。氢能源汽车提供动力的主要能源是氢，氢在自然界是以化合物的形式存在的，对于氢的研制主要有以下几种方法：1.分解水制氢水能是可以再生资源，价格也很低廉，利用水力发电来电解水制氢是常用的一种制氢方法;特别是太阳能制氢当中的热化学直接分解水、光电化学分解水、光-热发电电解水、光催化分解水等制氢技术都发展很就，是不久的将来取代化石燃料的发展方向。对于水力资源、风力资源、太阳能丰富地区，电解水不仅可以制造廉价的氢，还可以实现资源的合理互补利用，具有一定的现实意义。2.化石燃料制氢全球绝大所述用氢都是利用石油、煤炭以及天然气等化石燃料制取的。虽然制氢消耗了自然界中有限的化石原料，但是在还没有更加先进和成熟的制氢方法出现之前，在未来一段时间仍然是获取氢的重要途径。3.生物制氢生物制氢方法也是目前制氢的主要方法之一，是利用生物产生氢气，包括微生物产氢和生物质气化热解产氢等等，原料来源丰富、反应条件温和、能耗低和不消耗矿物资源并且节能、清洁、环保等优点。氢的储存和运输技术是发展氢能源有效利用的最主要问题，目前较为常用的储存和运输方式有：氢的压缩即高压氢的储存与运输，就是都把氢气压缩到压力为2530MPa甚至更高，装在储氢的高压容器-特制钢瓶中，便于存储和运输，但是由于氢气的密度低，所以氢气的重量比钢瓶重量低得多，而且存在爆炸危险，是一种效率较低的方法;氢的液化储存与运输，氢在常温下是气态，体积大，较好的储存和运输方式就是将氢液化，运输液氢，但是生产液氢技术较差，工艺流程比较落后，设备陈旧，生产规模也小。所以液氢由于价格昂贵，应用范围有限;金属氢化物储存与运输，储氢金属或合金是指在一定温度和氢气压力下，能可逆地大量吸收、储存和释放氢气的金属间化合物，金属氢化物储氢是目前因为最广泛的储氢材料，具有储氢能耗低、容量高、制备技术工艺成熟、安全可靠等优点。目前市场中占有量最大的新能源汽车是纯电动汽车，那么氢能源汽车与纯电动汽车相比较，有哪些优缺点呢？1.就能量充满时间来说：氢能源汽车充满氢燃料的时间很短，充满燃料的时间不到5分钟，而电动汽车即使目前的超级充电桩，给纯电动汽车充电也需要半小时左右才能充满4;2.就续航里程来说：氢燃料汽车续航里程可以达到650-700公里，甚至有些车型可以达到1000公里，这是纯电动汽车目前无法实现的;3.从更加环保角度：氢燃料电池汽车在运行过程中只产生空气和水，燃料电池不存在回收利用的问题，非常环保。电动车虽然不使用燃油、零排放，但是電动车并不环保，只是转移了污染排放，因为在我国的电力能源结构中，以煤炭为燃料的火电占比非常高。虽然集中发电的效率更高、污染问题也更容易降低等等，但严格意义上来说，电动汽车确实还称不上绝对的环保，除非其电能完全来自风能、太阳能等清洁能源。而且电动汽车电池废旧电池的回收利用是一大难题，而且纯电动汽车本身无污染，但也存在间接污染，即火力发电所造成的环境污染1。4.生产技术和成本方面：但是就目前氢能源汽车和电动汽车的生产和技术成本而言，氢燃料电池汽车的技术和结构非常复杂，氢燃料汽车主要依靠氢气和氧化反应产生电能来驱动发动机，需要贵金属铂作为催化剂，成本大大增加。所以纯电动汽车的成本低于氢能源汽车，售价自然也低于氢能源汽车。5.能量加充站数量方面：氢能源汽车虽然续航里程长，但是加氢站少之又少，远不如给纯电动汽车充电的充电桩数量多，这就氢能源汽车用户带来不便。截止2021年1月，我国充电基础设施累计数量为171.6万台，公共充电桩数量达到810903台。而截止到2020年底，中国共建有加氢站104座。按照中国氢能源及燃料电池产业白皮书预测，2025年中国将建成200座加氢站。这无疑大大限制了氢能汽车的普及。加氢站如此之少，一部分原因是氢燃料汽车在我国占有率低以，另一部分原因是运营成本居高不下也是阻碍加氢站大规模发展的主要原因。其主要包括建设成本高、运营维护成本高、成本回收期较长三部分。据悉，建设一个普通的充电站所需成本在100万人民币左右，而建造一个氢气燃料站需要花费至少1000万。6.能源效率方面：氢能汽车相比电动汽车，效率要更低。有业内专家计算，电动汽车一旦开始启动，车辆充电位置的电能供应将损失约5%，电池的充电和放电会损失另外10%，最后，电动机损失了5%。计算下来的总损失为20%。而氢能汽车是将充电装置集成在车内，最终的驱动方式与纯电动车一致，都是通过电机驱动。根据相关测试显示，如果用100度电制氢，然后存储、运输，加入汽车，再转为电能，驱动电机，其电能的利用率只有38%。如果从氢注入汽车开始计算，利用率也只有57%。所以不论怎么计算都远低于电动汽车。综上所述，在新能源汽车快速发展的今天，氢能源汽车和电动汽车各有优缺点，电动汽车是目前的趋势，由于但是氢能源汽车具备诸多优势，虽然将来不一定能取代电动汽车，但是他们之间会协调发展。随着氢能源汽车技术进步，可以找到贵金属铂的替代物和低成本制取高纯度氢气的方法，在传统加油站设立加氢区，这样氢能源汽车就能够在市场中得到迅速发展。参考文献：1胡静，氢能源汽车与纯电动汽车发展现状研究J.热点聚焦，2019（09）：12-13.2刘思洋，浅谈氢能源在汽车行业中的应用及发展对策J，机电设备管护，2018（10）：244.3申娟，赵康，陈静，安刚.氢能源汽车发展状况浅析J.科技创新与应用，2017（29）：164-166.4马硕，氨能源与燃料电池汽车的发展应用J.时代汽车，2017（06）：23-24. -全文完-