氢燃料 沼气 纯电 未来动力走哪条路?

氢燃料 沼气 纯电 未来动力走哪条路?

【卡车之家 原创】从蒸汽机诞生开始,人类对于内燃机的研究和更新就没停止过。从最早的蒸汽动力,到现代内燃机,在碳达峰、碳中和、能源危机的背景下,各类新能源层出不穷,电动、氢能源、燃料电池也逐步商用,能被人类利用的能源越来越多,动力也越来越丰富。

那么未来的动力,到底采用何种形式,走哪条路呢,今天我们就来展望一下。

国外巨头怎么选?

9月21日,时隔四年再次开幕的第68届德国汉诺威(IAA)国际商用车展上,多家国外卡车巨头和零部件供应商展示了面向未来的燃料车型,其中除了纯电车型以外,还有包括氢能源、沼气等多种可再生能源。

 

氢燃料 沼气 纯电 未来动力走哪条路?

沃尔沃在现场带来的是动力电池+电机纯电方案的Electric纯电卡车,型号包括FM、FMX、FH以及FE、FE LEC。其中,沃尔沃FE Electric采用模块化设计的两台纵置电动机,匹配两挡变速器,能够输出225千瓦功率(306马力)和850牛米的最大扭矩。

配备的电池组布置在底盘两侧,总容量达到372千瓦时,结合制动能量回收系统,使得纯电动物流运输车的续航里程长达300公里。

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被誉为最舒适卡车的DAF,带来了全新的纯电动动力系统的达夫XD和XF电动卡车也是采用动力电池+电机的方案。用户可根据使用需求来选择315千瓦时、420千瓦时以及525千瓦这三种不同容量的动力电池组,最长可实现超过500公里的续航。

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其他的车厂如奔驰、斯堪尼亚、雷诺、曼恩都展出了动力电池+电机的车型。而零部件厂家这边如博世、西门子都推出针对动力电池的充电,驱动电机、电机电控、电动车桥等产品,不难看出,电驱将会是未来车型的大方向。

●  特立独行依维柯玩氢燃料还玩沼气

而依维柯这边,仿佛有了当年沃尔沃一条路走到黑的感觉。展出的18台车全部为新能源。除了传统的动力电池+电机车型外,还有eDAILY燃料电池电动汽车和一辆生物甲烷电池引起了我的关注。

 

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依维柯的eDAILY FCEV原型配备了现代的90kW氢燃料电池系统和140kW电机。可以存储12公斤氢气,提供350公里的续航里程。补充氢燃料只需要15分钟。依维柯表示,eDAILY氢燃料电池轻型车将在2023年底实现量产并交付给用户。

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此外,依维柯还展示了一款沼气卡车,其实这是一辆兼容生物甲烷的LNG牵引车。甲烷,说白了就是天然气,沼气,坑气等的主要成分,俗称瓦斯,是一种有机化合物,分子式是CH?,分子量为16.043。甲烷是最简单的有机物,也是含碳量最小(含氢量最大)的烃。

所谓沼气卡车并不是什么新鲜科技,说白了,生物甲烷就是利用可再生沼气提取的燃料,但其中的妙处就在于,这种卡车的成本更低、噪声更小。按照依维柯官方宣传,75头奶牛产生的粪便足有提供这款车一年的燃料需求。

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其实,沼气车在印度已经流行有一段时间了。2017年,印度燃气公司Phoenix India就在加尔各答推出了以牛粪沼气为动力的巴士。

据新闻报道,这家公司每天从农村收集约8吨的牛粪,运到位于郊外的工厂制成沼气,然后将其罐装到巴士的底部用作燃料。而采用这种燃料排出的尾气据说没有任何异味,并且还不会造成环境污染。

由于成本低廉,这种沼气巴士的票价低至了一毛钱,四舍五入真的就是免费坐车。

纯电、氢气、生物燃料 谁是终极解决方案?

从目前来看,纯电、氢燃料都是将能源转化为电能来驱动车辆前进,从驱动形式上,电驱应该是未来的终极形式。

●  纯电优势明显 电池技术尚待突破

首先,以人类现在的技术而言,电力资源可以说是取之不尽用之不竭,获取来源十分广泛,是一种可再生能源。

而且从目前的经验来看,电驱车的行驶成本大幅低于同级别燃油车型,且零排放,电机驱动NVH性能相比燃油车有绝对的优势,可以明显改善司机的驾乘环境。

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但从目前的技术上来说,动力电池能量密度太小,不仅续航能力很弱,补能的速度也很慢。而且从安全角度上说,目前的电池使用了太多稀有且活泼的金属,导致电池相对的比较危险,尤其是在热失控的情况下。

纯电结构简单,驱动高效,用车成本低廉。但储能装置能量密度低,价格昂贵,补能速度慢,是推广的难点所在。

●  两条腿走路 氢燃料

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把目光转到氢燃料。氢也是一种取之不尽的清洁燃料,氢燃料动力电池在燃烧后只会产生水,从能源的来源途径和排放环保上也是有着不错的前景的。

市场上来看,奔驰、沃尔沃、解放都已经推出了氢燃料重卡,且十分接近量产状态。但目前氢燃料车存在马力小、成本高等问题。

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而发动机厂家这边,康明斯、解放动力、玉柴、潍柴也都推出了直接燃烧氢的内燃机,相比氢燃料电池,氢内燃机显然更有优势。

首先,氢内燃机和柴油机同属内燃机,现有的体系可以直接升级利用,好比基于手动挡的AMT。

其次,购车成本和使用成本上,氢内燃机无需昂贵的贵金属后处理,有利于降低车价,使用方面,发动机对氢气的要求低。

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但缺点上,目前氢发动机的热效率不如柴油机,目前加氢站稀有,且没有上规模,导致氢燃料的价格还有很大下降空间。

●  沼气能源 有天时地利

沼气其实就是天然气,根据储存方式的不同,可以是CNG,也可以是LNG。不过目前我国的天然气多是通过地质开采而来。上面依维柯那种生物沼气目前在我国还未形成规模化。

不管是来源,还是成本,生物沼气都有很广泛的来源,且成本低廉。

从产品角度上来,沼气燃料可以直接利用现有的天然气内燃机,无需改装就能直接利用这中燃料。而沼气燃料唯一的问题就是这类再生的生物燃料从何而来。

●  编后语

三种燃料,电能最容易获取,且价格便宜,但限于技术和场景,无法较好的开展推广。氢和沼气获取略微困难,但胜在能量密度高,在推广开来后,补能迅速,且两者的路线都与内燃机重合,可以较好的利用现有资源开展推广。氢燃料电池高大上,新技术新产品,使得成本、推广、维护都存在较大的障碍。不知道各位卡友觉得,未来新能源走哪种路线最适合呢?欢迎在评论区留言。(文/朱鹏飞)

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