從跑車入手？甲醇燃料電池的概念突圍

最近，Gumpert推出了一款甲醇燃料跑車Nathalie的量產版，這款車也被稱為世界上第一款甲醇燃料汽車。其概念車于2019年在日內瓦車展上亮相——這似乎是一款“強大”的新能源汽車。不過相比跑車的外觀，Nathalie的技術路線更有意思:什么是甲醇燃料電池？是靠燃燒甲醇提供動力的嗎？和氫燃料電池有什么關系？在復雜的新能源技術路線中，甲醇燃料電池作為后來者，似乎不太主流。甲醇燃料電池:“傳統”能源的新用途并不新鮮。比如吉利汽車早在2005年就做了相關嘗試，開發出了用甲醇燃料替代傳統內燃機，用甲醇燃料替代化石燃料的技術路線。甲醇汽油也已經在一定范圍內使用。至于甲醇燃料電池的發展，要從氫燃料電池開始。眾所周知，氫燃料電池汽車——FCEV的靈魂在于燃料電池。從外部注入車內的高壓氫氣在燃料電池中與空氣中的氧氣反應，然后產生電能驅動電機(過程中只排出水)。甲醇燃料電池的核心是甲醇重整制氫技術，基本原理和氫燃料電池一樣，只是在前端增加了一套甲醇制氫系統，直接在車內用甲醇制氫，這樣就可以給車內加注甲醇而不是氫氣。甲醇燃料電池的優點從上面可以看出，甲醇燃料電池更像是對氫燃料電池的改進，主要解決氫氣的制備、運輸和加注的成本問題。首先，氫氣的制備成本和來源與甲醇相比沒有優勢。其次，甲醇在-97.8℃至64.5℃之間為液體，易燃，不易爆，易溶于水。與需要高壓的氫氣相比，它在儲存和運輸方面更加經濟和安全。第三，加氫站建設成本極高，需要大量投資才能形成規模效應。雖然理論上注入氫氣只需要3-5分鐘，但是加氫的操作過程還是比較復雜，經常達不到理論時間。甲醇的加注形式和汽油差不多，甚至只要加油站稍加改裝就可以用來加注甲醇。同時保留了氫燃料電池汽車相對于鋰電池汽車的優勢。根據公布的數據，Nathalie在充滿甲醇的情況下續航里程可達820公里，且不受環境溫度、速度等因素影響。與傳統化石燃料相比，甲醇的優勢也很明顯。第一，甲醇(CH3OH)只含一個碳原子(對應汽油為7-13個碳，柴油為14-22個碳)，在排放和環保方面有很大優勢。其次，生產甲醇的原料非常豐富。煤、焦爐氣、煤層氣、天然氣、生物質、二氧化碳都可以用來制備甲醇，甲醇是一種完全可以實現碳中性循環的低碳燃料。第三，從國家角度看，甲醇還可以大大降低石油、天然氣對國外進口的依賴，實現煤炭工業資源的綜合利用。目前，中國是全球最大的甲醇生產國和消費國，產能和產量占全球一半以上，甲醇生產技術成熟。完美的計劃？掙扎？雖然新能源市場仍以鋰離子電池為主，但隨著應用場景的逐漸明晰，以及不同領域技術的發展和相互借鑒，可供選擇的技術路線也越來越多。但無論是哪種路線，在集中解決一些問題的時候，都會有些忽略，甲醇燃料電池也會面臨同樣的情況。雖然優點很多，但是甲醇燃料電池本身還是存在一些硬問題，比如能量轉換率低，性能退化快，而且燃料電池的關鍵部件(比如催化劑)成本高也是主流市場不愿意投入太多的原因之一。畢竟談生意不賺錢，固守成熟模式的傳統巨頭似乎沒必要冒這個險。此外，無論新能源還是傳統能源……nal能源，造車一直是一個龐大復雜的系統。即使某項技術理論上完全可行，但要貫穿一條完整成熟的產業鏈也是非常困難的——汽柴油汽車真正發展成熟需要多久？更何況我們也不能保證研發過程中不會出現新的技術問題。除了車輛本身，甲醇加氣站的開發、制氫設備、市場維護、保障體系的建設都需要長期投入。概念不被市場接受，就無從下手。這次Gumpert以跑車起家，某種程度上有實驗和搶眼的成分在里面。在“傳統”氫燃料電池還有很多問題需要解決的情況下，甲醇燃料電池更加“異類”。目前來看，這個概念在激烈的新能源市場要想突破并不容易。但未來的魅力就在于這種不確定性。只要不是別有用心的玩弄資本和文字，任何技術路線都值得認真對待。最近，Gumpert推出了一款甲醇燃料跑車Nathalie的量產版，這款車也被稱為世界上第一款甲醇燃料汽車。其概念車于2019年在日內瓦車展上亮相——這似乎是一款“強大”的新能源汽車。不過相比跑車的外觀，Nathalie的技術路線更有意思:什么是甲醇燃料電池？是靠燃燒甲醇提供動力的嗎？和氫燃料電池有什么關系？在復雜的新能源技術路線中，甲醇燃料電池作為后來者，似乎不太主流。甲醇燃料電池:“傳統”能源的新用途并不新鮮。比如吉利汽車早在2005年就做了相關嘗試，開發出了用甲醇燃料替代傳統內燃機，用甲醇燃料替代化石燃料的技術路線。甲醇汽油也已經在一定范圍內使用。至于甲醇燃料電池的發展，要從氫燃料電池開始。眾所周知，氫燃料電池汽車——FCEV的靈魂在于燃料電池。從外部注入車內的高壓氫氣在燃料電池中與空氣中的氧氣反應，然后產生電能驅動電機(過程中只排出水)。甲醇燃料電池的核心是甲醇重整制氫技術，基本原理和氫燃料電池一樣，只是在前端增加了一套甲醇制氫系統，直接在車內用甲醇制氫，這樣就可以給車內加注甲醇而不是氫氣。甲醇燃料電池的優點從上面可以看出，甲醇燃料電池更像是對氫燃料電池的改進，主要解決氫氣的制備、運輸和加注的成本問題。首先，氫氣的制備成本和來源與甲醇相比沒有優勢。其次，甲醇在-97.8℃至64.5℃之間為液體，易燃，不易爆，易溶于水。與需要高壓的氫氣相比，它在儲存和運輸方面更加經濟和安全。第三，加氫站建設成本極高，需要大量投資才能形成規模效應。雖然理論上注入氫氣只需要3-5分鐘，但是加氫的操作過程還是比較復雜，經常達不到理論時間。甲醇的加注形式和汽油差不多，甚至只要加油站稍加改裝就可以用來加注甲醇。同時保留了氫燃料電池汽車相對于鋰電池汽車的優勢。根據公布的數據，Nathalie在充滿甲醇的情況下續航里程可達820公里，且不受環境溫度、速度等因素影響。與傳統化石燃料相比，甲醇的優勢也很明顯。第一，甲醇(CH3OH)只含一個碳原子(對應汽油為7-13個碳，柴油為14-22個碳)，在排放和環保方面有很大優勢。其次，生產甲醇的原料非常豐富。煤、焦爐氣、煤層氣、天然氣、生物質、二氧化碳都可以用來制備甲醇，甲醇是一種完全可以實現碳中性循環的低碳燃料。第三，從國家的角度來看，甲醇還可以大大減少對外國石油和天然氣進口的依賴，實現…煤炭工業資源的綜合利用。目前，中國是全球最大的甲醇生產國和消費國，產能和產量占全球一半以上，甲醇生產技術成熟。完美的計劃？掙扎？雖然新能源市場仍以鋰離子電池為主，但隨著應用場景的逐漸明晰，以及不同領域技術的發展和相互借鑒，可供選擇的技術路線也越來越多。但無論是哪種路線，在集中解決一些問題的時候，都會有些忽略，甲醇燃料電池也會面臨同樣的情況。雖然優點很多，但是甲醇燃料電池本身還是存在一些硬問題，比如能量轉換率低，性能退化快，而且燃料電池的關鍵部件(比如催化劑)成本高也是主流市場不愿意投入太多的原因之一。畢竟談生意不賺錢，固守成熟模式的傳統巨頭似乎沒必要冒這個險。再者，無論新能源還是傳統能源，造車從來都是一個龐大復雜的系統。即使某項技術理論上完全可行，但要貫穿一條完整成熟的產業鏈也是非常困難的——汽柴油汽車真正發展成熟需要多久？更何況我們也不能保證研發過程中不會出現新的技術問題。除了車輛本身，甲醇加氣站的開發、制氫設備、市場維護、保障體系的建設都需要長期投入。概念不被市場接受，就無從下手。這次Gumpert以跑車起家，某種程度上有實驗和搶眼的成分在里面。在“傳統”氫燃料電池還有很多問題需要解決的情況下，甲醇燃料電池更加“異類”。目前來看，這個概念在激烈的新能源市場要想突破并不容易。但未來的魅力就在于這種不確定性。只要不是別有用心的玩弄資本和文字，任何技術路線都值得認真對待。

標簽：吉利汽車

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