氢能源汽车在一定程度上被认为是较为环保的汽车类型,但目前不能简单地称其为 “最环保的车”。氢能源汽车具有诸多环保优势。首先,氢能源汽车在行驶过程中只排放水,没有其它任何污染物,更不会涉及温室气体,对保护环境来说是极大的好处,也跟我国的环保政策更相符。北京冬奥会期间,816辆氢燃料电池汽车作为主要运输能力开展示范运营服务,数据显示,使用的氢燃料电池车每100公里可减少大量的二氧化碳排放。
目前产量最大的制氢方法中,如某些方法高污染、不可持续。如果采用电解的方式制氢,需要消耗大量的电力,据估算,一公斤的氢需要消耗48度的电。以丰田氢燃料车为例,行驶 575 公里,若采用电解水制氢,需要313度电,多用电258度(增加了 469%),就单单发电厂这端,燃料电池车的碳排放就比纯电动汽车多了 469%。如果算上特高的运输成本带来的排放,这个数据恐怕会达到8倍。氢能源汽车虽然在行驶过程中具有环保优势,但在氢气的制造和运输过程中可能会产生一定的环境影响,目前不能确定地说氢能源汽车是最环保的车。
氢能源汽车行驶过程中的环保优势
氢能源汽车在行驶过程中具有显著的环保优势。氢燃料电池汽车在运行时,通过氢气与氧气的化学反应产生电能,唯一的副产品是水蒸气,不产生任何有害污染物,如氮氧化物、碳氢化合物和颗粒物等。相比传统的汽油和柴油动力车辆,这大大减少了对环境的负面影响,有助于改善空气质量。
氢能源汽车制造过程中的环境影响
氢能源汽车的生产过程会消耗一定的资源和能源,对环境产生一定影响。首先,氢的生产需要进行水电解或通过重整甲烷等方法,这些过程会消耗大量电力,而电力的产生可能会造成二氧化碳等温室气体排放。例如,在我国当前能源结构下,生产氢气还是以灰氢和蓝氢为主,灰氢主要通过传统化石燃料制取,会产生大量温室气体。
此外,氢动力汽车的生产过程中,电堆和储气瓶的生产碳排放大,约占车辆周期的 20%,而内燃机汽车动力系统仅占 6%。这表明氢能源汽车在制造过程中的碳排放相对较高,并非完全环保。
氢能源汽车运输过程中的环境影响
将压缩或液化后的氢燃料从生产地点运输到加油站也需要耗费能源,并且在运输过程中可能会发生泄漏事故。虽然运输过程占总成本的比例很小,但仍然会对环境造成影响。例如,运输过程中的能源消耗会间接导致温室气体排放,而且一旦发生泄漏,氢气可能会对大气环境造成一定污染。
不同制氢方法的环保性
不同的制氢方法环保性差异较大。目前主要的制氢方式包括可再生能源发电制氢、混合电制氢、煤制氢、天然气制氢、焦炉煤气副产氢等。其中,依靠电能、太阳能、生物质而制取的氢气,可以真正做到零碳排放,但这些绿色制氢方式也有各自的缺陷。
电解水制氢能量利用率低,太阳能分解水制氢对材料要求高,生物质制氢现有的基础设施不足。而传统制氢方法中,被称作 “灰氢” 的制氢方式并不环保,因为其原料仍然利用的是天然气、煤等化石燃料。即使将灰氢技术与 CCUS 技术结合,在降低温室效应方面的作用也很微小。
此外,从煤炭中提取氢气在使用碳捕获和储存技术时,可能比从天然气中提取蓝色氢具有更低的生命周期排放。还有海水制氢技术,虽然具有低成本、环保性好等优势,但设备要求高,技术难度大,需要克服更多的技术难题。
氢能源汽车与纯电动汽车的碳排放对比
从全球角度来看,氢燃料电池乘用车的碳排放低于纯电动乘用车,但按照我国能源结构和制氢方式来测算,氢燃料电池乘用车的碳排放高于纯电动乘用车。这是因为我国当前生产的氢气还是以灰氢和蓝氢为主。
纯电动车的碳排放主要取决于发电结构。随着我国当前能源结构的不断改善,尤其是清洁能源的发电比例逐年提高,电动汽车在未来会占据很大的环保优势。而氢燃料电池汽车在制氢过程中的碳排放量远远大于其他用氢环节的碳排放,在测算氢燃料电池汽车的碳排放量时也要把制氢过程中的碳排放量算入其中。
氢能源汽车虽然在行驶过程中具有环保优势,但在制造、运输以及制氢过程中仍存在一些环境影响。与纯电动汽车相比,在不同的情况下碳排放表现也有所不同。总体而言,不能简单地说氢能源汽车是最环保的车。目前,无论是氢能源汽车还是纯电动汽车,都在不断发展和改进中,未来随着技术的进步和能源结构的优化,它们的环保性能可能会进一步提升。但在当前阶段,不能绝对地认为氢能源汽车是最环保的车。
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