终于,在2006年,福特发布了一款氢内燃机公交车E-450,这款车搭载V-10 型号氢能内燃机,能储存6.8升氢气。这款车首先被投放到美国弗洛里达州,随后也进入其他北美城市,由此标志着氢内燃机车正式进入人们的生活。
在2008年的北京国际车展,我国也出现了第一款氢内燃机跑车。这款车的设计由北京理工大学的团队主导,仍属概念车,然而表现良好。使用压缩氢气做燃料的情况下,性能与燃油车持平,燃料利用率高出燃油车,充满氢气之后续航距离达到230公里。其他国内车企也不遑多让,纷纷推出自己的氢能发动机。
其他车企巨头也都踏入氢内燃机领域,例如宝马在2007年推出的Hydrogen 7,还有马自达的氢/汽油双燃料MazdaRX-8。2021年,丰田公司甚至将一辆直接燃烧氢气的赛车开进耐力赛赛场,这台车的发动机专门为适应氢气燃料改造了喷嘴和火花塞,以保证燃料利用率。
不仅汽车,连造飞机的空客公司也开了新闻发布会,声称要在2035年投入使用零排放飞机。这款飞机以空客A380为基础,搭载CFM 发动机公司为它专门研发的氢内燃机和液态氢气储气罐,将在2026年首次试飞。
一时间,氢内燃机颇有做大做强的势头,眼看要成为下一个风口了。但是,在我们的日常生活中,却很少听说谁家真的买了氢气做燃料的汽车,连事事赶时髦的大明星,也没见谁有这么一台能上天的车。
那么,是哪里出了问题呢?
氢内燃机的缺点要使用氢气做燃料,首先要获得大量的氢。然而,目前工业上大规模制备氢气的方法很难满足将氢气作为燃料的需要。
工业制备氢气的方法主要有电解水、裂解天然气、将水蒸气通过灼热的煤等几种方法。后两种方法本身就会产生大量污染,与环保的目的背道而驰,只有电解水看起来还像那么回事。
电解水制氢,需要在水中加入硫酸盐等盐类物质,将水变成盐溶液再将直流电通入水中,这样制得的氢气纯度极高。可是,电是要钱的啊!
要制备1标准立方的氢气,按照工业电价估算出的成本在3.7元左右。而1标准立方天然气的价格虽说各地不同,不过总归在2到3元左右。
天然气本身就是一种燃料,既然氢气这么贵,为什么不直接烧天然气算了?
再说,天然气做动力的车,咱老百姓还更熟悉呢。
没错,有些驾龄的老司机可能还记得,天然气汽车或者叫燃气汽车确实有一阵子风头很盛,看起来像是要取代燃油车,成为新一代车型。可是,燃气汽车并没有大规模推广开来,现在更是几乎销声匿迹了。
燃气汽车曾经遇到的困境,也是氢气汽车不得不面对的挑战。
首先,气态燃料的能量密度比汽油、柴油等液态燃料低。也就是说,无论怎么压缩、液化,相同大小的储气罐和储油罐,前者能储存的能量更少,这就进一步导致气态燃料车的续航能力降低。
其次,曾经的燃气汽车发动机往往是从汽油发动机改制而来,对氢气的利用效率低。从使用感受上来说,就是动力不如直接烧汽油。
最后,则是司机们心里绕不过去的坎:安全。
从数据上来看,氢气的燃点超过650℃,而汽油的燃点只有427℃,万一不幸发生事故,汽油其实比氢气更容易引发火灾。另外,氢气在空气中的爆炸极限是4.0%到75.6%,也就是说,空气中至少混有4.0%的氢气才会引发爆炸。而汽油的爆炸极限是1%到7%,在空气中混有1%的汽油就足以引发爆炸。所以,数据能够证明氢气作为燃料的安全性优于汽油。
类似的争论在天然气和汽油之间也存在过。然而,实验室里的数据毕竟比不上老司机揣在自己心里的账本,在油改气时代,不少出租车师傅都将自己的燃气车戏称为“移动炸弹”。购置私家车的车主在想到老婆孩子时,也老老实实换成了纯燃油车。
那么,氢气这种绝对环保的燃料,真的没有机会发光发热了吗?