日本氢能源汽车发展现状

日本氢能源汽车发展现状
为争取到2050年实现“去碳化社会”,日本政府和企业正在加速推动全面利用氢能源。共同社15日报道称,围绕掌握去碳化关键的氢的技术开发国际竞争十分激烈,日本通过官民携手欲把握主导权。虽然氢能源作为汽车及船舶、发电的燃料被日本各界寄予厚望,但依然存在削减成本及稳定采购等诸多课题。
报道称,日本政府计划本月敲定的增长战略将提出到2030年前把加氢站从现在的约160座增设至1000座的方针。日本首相菅义伟提出2035年前新车销售全部改为电动车的目标,同时将在政策方面加以推动,包括大幅扩充被视为氢普及方面课题的补给点等,企业也举全力开发技术。
《日本经济新闻》认为,氢能源被期待成为脱碳化时代的“理想燃料”。要像石油产品一样在全世界得到使用,构建供应链十分重要,其中包括制造、运输储存、销售和使用4个阶段。以美国、欧洲、中国以及日本等4个地区为中心,扩大和加强氢能供应链的行动已经开始。日本2017年归纳的“氢基本战略”提出到2030年使用30万吨氢的目标。
《华尔街日报》认为,多年来氢能源一直被指拥有成本过高、效率低下、应用困难等弊端,但日本却一直看好氢能源利用。分析称,日本如果仅靠太阳能、风能等可再生能源不可能在2050年实现零碳排放。氢在使用后不必担心产生大量温室效应气体,而是排出水蒸气,有可能在可再生能源不能充分发挥作用的行业中替代化石燃料。开发氢能源的好处有两点:首先是可以改进使用现有的煤、煤气
和石油的发电厂和机器,避免数十亿美元的遗留资产报废;另外,使用氢的燃料电池与蓄电池相比可在相同的空间内填充更多的电力。在长途飞行的飞机和船舶上氢能源是最理想的选择。更重要的是,氢能源是日本可以主导的技术,有可能减轻对外国的依赖。
氢能源汽车与纯电动汽车发展现状探究氢燃料早期是应用于航天领域的,在数十年的技术研发与应用的过程中,技术成果相对显著。人们需要以实践工作为基础,探索优化制氢技术的有效方式。氢燃料电池应用的目标,是为了实现汽车驱动或者发电。氢燃料电池汽车能实现零排放的目标,一次加氢的续航时间较长,加氢的过程耗费时间相对较短,与汽油车补充能源的速度相似,所以氢能源汽车也是新能源汽车主要技术形式。氢燃料与一般的化学电池相比,完成燃料补充的时间是5分钟左右,不如电动汽车那样需要耗费几个小时。
实践研究表明,氢燃料的电能转化率相对较高,甚至能高达70%以上,燃料最终的产物是纯净水,从理论层面进行分析。氢燃料适合应用于新能源汽车之中。分析汽车行业发展情况,根据纯铝车身开发纯电动汽车,与氢燃料汽车的通用化平台进行对比,该技术的应用效能较好,也会引领我国的汽车行业发展形势。
1纯电动汽车与氢能源汽车技术应用实际情况
1.1纯电动汽车
纯电动汽车的产出时间相对较早,在1873年英国率先制造出可供实用的电动汽车,这种汽车相对于汽油汽车,早很多年。后续燃油技术获得了突破式发展,但是电动汽车在能源技术以及驾驶历程方面,有关于技术应用的成果不佳,未能实现突破式发展的目标,导致这一类产品后续的发展动力不足。在20世纪60年代,电动汽车进入一种停滞的发展状态,直到70年代石油危机出现之后,人们对生存环境质量关注度提升,电动汽车就成为一种重要的能源技术形式,各个国家在实践研究方面,投入了大量的时间和资金。现如今在产业发展工程中,所面临的能源问题以及环境问题逐渐增多,各个国家也面临着发展局限,尤其是在新兴发展的过程中,我国作为发展中国家,在城市尾气污染方面,所面临的问题逐渐增多。因此各国的政府以及相关的汽车工业企业,在电动汽车开发与应用期间,做好投资与管理,为实现电动汽车商品化发展而不断努力。
电动汽车的电池(如图1),是汽车运行阶段的关键,在电池质量以及容量方面,电动汽车是否能够普及,属于一种核心技术问题。车载电池技术不断发展,会影响电动汽车整体的发展质量。在汽车厂商以及电池商深入工作阶段,会将技术核心放置在,提升电动汽车容量,扩大电容量这一方面。从国际品牌来看,特斯拉品牌的电动汽车,与松下企业联合使用钴酸锂电池,电池的容量较大,能够提供更多的电能资源[1]。在动力系统之中,使用电池组的管控策略,钴酸锂电池组重量较大,但是应用优势较为显著,在汽车整体结构之中较为稳定,容量也比较高,是有良好综合性能的电池类型。但是实践表明,钴酸锂电池的安全性不足,且成本相对较高,有很多企业在投入应用期间存在一定的问题。
我国人口技术较大,近年来生产和消费水平显著提升。每年在生产和消费汽车方面,以数千万的汽车交易量,在世界有一定的影响力。现如今在汽车行业发展阶段,国家提出可持续发展战略,使得电动汽车发展迅猛。在电动汽车研发方面,比亚迪电动车作为代表性品牌,每年的汽车销售量,处于持续增长状态,属于全球领先的汽车销售品牌。比亚迪电动汽车,自主研发的磷酸铁锂电池(如图2),放电的效率相对较高,充放电的效率高达80%。在电动汽车研发阶段,使用比亚迪电动车,最核心的原因,是因为它的安全性,相对于其他的车载电池有自身的优势,理论研究寿命也相对较长,能够超出七年,当然如果消耗较大,就会减少寿命。比亚迪电动汽车,所研发的磷酸铁锰锂电池,将传统的磷酸铁锂电池的应用密度有效控制,对于企业来讲成本投入显著降低,且汽车的续航时间延长,公里数也会增大。
除去电池续航里程这一技术指标,在电池充放电时间管理期间,电动汽车行业也有一个具体的指标。技术研发的过程中,电池充放电的时间,也是电动企业所关注的指标之一。通常情况之下汽油加满需要十几分钟的时间,但是电动汽车充电则需要花费几个小时,甚至会超出十个小时,所以电动汽车的效率不足,也成为技术攻克的要点。实践研究表明,使用石墨烯电池能够在一小时之内,基本完成充电的操作,所以技术应用效果也相对较好。分析电动汽车动力控制、驱动以及互联网技术应用方面,会发现技术研发速度较快,逐步建立一个成熟的技术体系。在动力控制、驱动、互联网技术应用期间,经过统筹规划管理,能实现控制电池技术,把控成本的目标,纯电动汽车也逐渐深入人们的生活。
1.2氢能源汽车
1968年第一辆氢燃料电池汽车诞生,这种汽车的动力系统之中,主要是厢式货车为主要研究对象,装载了大功率的燃料电池组,续航里程是200千米。但是这一新能源汽车,自身的结构较为复杂,身体结构的部件体积相对较大,由于当时的市场主流趋势与现在不同,而且环境和能源问题各个国家也不够重视,所以在开发管理的过程中,技术应用会存在问题。到了20世纪末年,为有效解决环境污染以及能源供需问题,燃料电池电动车技术(如图3)受到社会各界的广泛关注,一些汽车生产商以及管理部门,在技术研发方面,投入大量的财力、物力。现如今氢燃料汽车(如图4)研究工作,日本已经建立较为成熟的技术管理体系。氢燃料在汽车运行阶段,作为能源材料只会排放一定的水分,在技术应用阶段有一定的复杂性,这方面与电动汽车相似。氢燃料汽车在技术应用期间,构建储氢系统之后,以及使用燃料电池组。在系统之中日本本田使用纤维氢燃料罐,能够将燃料电池堆突破性应用,经过改进之后,燃料电池堆的体积减小,但是输出功率明显增大,而且输出密度控制也相对较为理想。补充一次燃料的时间基本能控制在五分钟左右,与一般的燃油汽车加油的时间相同。日本汽车厂新能源技术较为成熟,日本国内逐步建立加氢站,实现氢能源汽车的推广,在北美推广这种类型的新能源,技术应用效果相对较好。但是结合实践进行分析,大规模制氢技术以及储氢技术,是氢能源汽车的瓶颈问题,想要实现飞速发展,在技术应用期间还有很多可以突破的环节。氢燃料电池汽车研发与应用方面,我国尚未建立系统性的研发管理体系以及专业体系,在关键技术以及核心材料应用期间,技术仍然在不断地改进,处于一种探索阶段。储氢系统以及燃料电池研发方面,技术应用有一定的问题。

本文发布于:2024-09-20 17:34:21,感谢您对本站的认可!

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