在锂电池难以覆盖的领域,寻找存在的意义
丰田是氢能车最坚定的支持者,2014 年就发布 Mirai,先在日本本土和美国加州借助政府补贴建设加氢站、售卖汽车。
今年 8 月,丰田投资约 56 亿美元(约合人民币 400 亿)建设锂电池基地。这一笔投资就超过了丰田、壳牌等十几家车企也能源公司组建的氢能委员会 2018 年以来的全部氢能投资之和。
《晚点 LatePost》 采访的多位氢能领域的投资人和创业者的潜在共识是,当前氢能存在的意义是,能做到锂电池能力范围之外的事。
比如氢气比锂电池轻。让一个重一吨多的汽车跑 600 公里,需要 100 千克的锂电池,可以接受。但如果要让载货 19 吨、自重 12 吨的重型卡车跑 200 公里,电池就有 3 吨重。完全不经济,这还没算给电池充满电需要消耗大量时间。
这是许多氢能创业公司打算从卡车或者大巴进入市场的原因之一。类似的场景还有长途运货的船。也有不少公司在研发氢能驱动的飞行器,毕竟带着氢气上天比带着锂电池负担轻多了。
氢能的另一个可能的优势场景是储能。2017 年,比亚迪创始人王传福在一档公开节目中说:“中国的沙漠的面积百分之一,如果铺上太阳能电池板,我们中国十三亿人民的用电,就解决掉了。”
王传福说得夸张了一些,但没差太多。在中国 1% 的沙漠上铺满光伏板,的确有一年供应 3.52 万亿度电的能力,相当于 2/5 个中国的用电量。
主要问题是如何输送和存储电能。现在中国最常用的储能方式是蓄水——电力供不应求时,用太阳能发电把水抽到高处,电网缺电时放水转动水轮机发电。但在沙漠里,水是稀缺资源。用锂电池也不现实,制造能存下来这么多电的锂电池,暂且不考虑成本,地球上的锂矿都不一定够用。
氢没有这些麻烦。澳大利亚墨尔本大学等机构的科学家 9 月发布在《自然·通讯》上的研究,展示了一种从沙漠的空气中吸取水蒸气再电解制氢的方法,研究人员称,“只要有电,在世界上最干旱的地区也能制造氢气”。
在这些领域使用氢能的前提是降低成本。人们正在寻找新的催化剂,降低铂的用量,在保证效率的同时,压低制氢的成本。比如加州大学洛杉矶分校的研究人员发现一种铂镍氧合金,铂金使用量减少 97%,催化效率是以前的 8 倍。
还有公司正在寻找新的方法便宜制氢。一家澳大利亚的公司 Hysata 今年 3 月宣布,它新研究的电解水技术用了海绵状的交换膜,未来能将氢气生产成本降低到约 0.63 元 / 立方米,比用煤气制氢还便宜。
科学家们还在找各种办法降低储存、运输氢的成本和危险。美国西北大学的研究人员把氢与其他元素结合生成容易运输的液体,比如氨水或者甲醇运输。
类似的研究还有很多,但大都在实验室里,距离实用还有距离。
这不是第一轮氢能热。1976 年,赶上石油危机,美国国会通过 1.6 亿美元(算上通胀约合目前 10 亿美元)的法案,扶持氢能汽车和电动汽车,之后欧盟、日本纷纷跟上。