最近,歐盟在歐盟綠色交易政策中決定,從2035年開始退出內(nèi)燃機,但使用e-fuel的情況例外,允許內(nèi)燃機汽車在歐洲境內(nèi)新注冊。對此,從延長內(nèi)燃機使用期限的角度來看,e-fuel起到了不小的作用。
(資料圖片僅供參考)
值得一提的是,歐盟中的主要汽車生產(chǎn)大國德國和意大利強烈主張 e-Fuel的重要性。難道e-fuel真的有這么好嗎?
我認為,從短期來看,e-fuel是能將內(nèi)燃機壽命延長,但從中長期來看,這將導致氫生態(tài)系統(tǒng)的擴張。原因是氫和e-fuel有重要的共同點,同時也是互補的。
共同點大致可以分為兩種。第一個是氫和e-fuel都是以化學儲存電能的化學ESS(能源儲存裝置)氫為基礎(chǔ)的。第二個優(yōu)點是比電池輕得多。
化學ESS在很多方面都很有用。第一個是穩(wěn)定性。與鋰電池相比,利用穩(wěn)定化學反應的化學儲能方式氫或e-fuel本質(zhì)上是穩(wěn)定的,而且運輸起來很容易。也就是說,既可以用車輛進行陸上運輸,也可以通過船舶大規(guī)模長途運輸。也就是說,不需要像電力的輸電設(shè)備一樣進行巨大的基礎(chǔ)設(shè)施投資。雖然在效率方面不如直接將電儲存在電池中,但在操作性方面靈活,這對實際商業(yè)化來說可能是巨大的優(yōu)勢。
作為化學ESS的第二個優(yōu)點是ESS的本質(zhì)——儲能性。電是一旦生產(chǎn)出來后不使用就會被丟棄的能量。但是,如果可以用ESS儲存,廢棄的能源以后就可以使用了,因此可以從根本上提高整個電網(wǎng)的效率。如果電池ESS有助于立即提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性,那么化學ESS只是具有長期而廣泛的效果,可以提高季節(jié)性和地區(qū)性效率,并在更多種類的終端上使用。另外,在太陽能豐富的地區(qū)生產(chǎn)的化學ESS物質(zhì)可以運往能源需求旺盛的地區(qū)使用,這也具有與電池相比的優(yōu)點。
氫或e-fuel比電池輕的第二個優(yōu)點是,特別是在運輸工具上清晰地展現(xiàn)了自己的領(lǐng)域。最具代表性的是,如果卡車上使用巨大的電池,那么只能相應的減少裝載貨物的重量。因此對于包括卡車在內(nèi)的商用車輛來說,可以提高車輛的運營效率,在這一點上也比電池電動汽車具有優(yōu)勢。
也就是說,氫和e-fuel是與電池一起完成能源網(wǎng)絡(luò)效率化和環(huán)?;闹饕侄?。
以上就是氫和e-fuel的共同點。但他們也有很大的區(qū)別!
與e-fuel相比,氫的第一個優(yōu)點是它是化學儲存電力的第一階段物質(zhì)。也就是說,一旦氫氣生成后,將其與二氧化碳結(jié)合生成的碳氫化合物就是e-fuel。因此,比e-Fuel能效更高,在單價上也更有利。
氫的第二個優(yōu)點是可以通過燃料電池立即轉(zhuǎn)換為電。也就是說,它可以適用于所有使用電力作為動力的終端機——比如電動汽車或電網(wǎng)中的氫能發(fā)電站。它可以代替大型電池,使用燃料電池和氫氣罐,也可以作為中間緩沖器使用小型電池或超級電容器,就可以直接使用電動動力系統(tǒng)。
氫能的第三個優(yōu)點是可以為擴大氫能基礎(chǔ)設(shè)施而展開過渡戰(zhàn)略。也就是說,從一開始就不必只從可再生能源的方式制造氫。而是可以利用已經(jīng)在多種產(chǎn)業(yè)中作為副產(chǎn)品生產(chǎn)的方式制造氫氣,也可以使用改造天然氣生產(chǎn)氫氣來擴大氫氣網(wǎng)格。也就是說,在實現(xiàn)最終碳中和的100%綠色氫氣之前,也有多種方法可以過渡性地確保氫氣網(wǎng)格的穩(wěn)定性和商業(yè)性。
但是氫也有缺點。第一個是將氫轉(zhuǎn)換為電的燃料電池很貴。這也是難以推廣的原因之一。第二是氫的液化點很低,在-250度以下。因此,除船舶等大容量運輸外,很難以液化狀態(tài)運輸并儲存在車輛等地使用。所以只能用700bar的超高壓力裝在油箱里使用。為了改善氫氣的儲存和運輸性,最近出現(xiàn)了液化點為-33度的氨(NH3)的形態(tài),但事實上,直接用于車輛的化毒性和腐蝕性讓人感到擔心。
可以彌補這兩種氫缺點的就是e-fuel和內(nèi)燃機的組合。作為第一個氫氣缺點的燃料電池價格昂貴,但是內(nèi)燃機的價格便宜,所以使用e-fuel作為燃料,是可以在保持整體價格競爭力的同時接近碳中的方法。
此外,e-Fuel還徹底解決了第二氫的缺點——儲存性。因為合成的汽油或柴油形式的e-fuel在常溫下處于液態(tài)。也就是說,除了生產(chǎn)工廠之外,油罐車、管道、加油站、車輛的油箱等所有油類流通過程都可以原封不動地使用,具有很大的優(yōu)勢。
不過,為了碳中和和環(huán)境保護,發(fā)動機除了e-fuel之外還有其他需要解決的部分。最具代表性的就是潤滑油。當然,電動汽車也在變速器上使用潤滑油,但與發(fā)動機使用的發(fā)動機油和變速器油相比,量要小得多。此外,潤滑油還使用多種化學物質(zhì),可能具有環(huán)境毒性。因此,不僅要開發(fā)e-fuel,還要同時開發(fā)碳中和環(huán)保的潤滑油。
盡管如此,氫和e-fuel相互競爭,也共存,將彌補電池和電機無法解決的電動化的碳中和領(lǐng)域。這就是為什么德國,意大利等歐盟國家 如此看重 e-fuel的原因。
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