汽車能源大戰:鋰電 vs. 氫能

▲氫能與鋰離子電池的競爭,攸關汽車能源的未來走向。Adobe Stock
第230期
方清月

隨著人類保護環境的意識日益增強,燃油汽車成了讓人又愛又恨的東西。愛它們是因為汽車滿足了人們的外出需求和精神慰藉,有人調侃,汽車就像男人的另外一個家,停車之後,他們喜歡在裡面待上5分鐘,畢竟只有這一刻他們才能做自己,其他時候只能是父親、兒子或者裝孫子。恨汽車是因為汽車燒油更燒錢,包括停車、保險、維護、罰單,還有日益上漲的油價。現在燃油汽車在中國需要遵守流量規矩,經常遭遇單、雙號限行,人們總感覺花費幾十萬元,只買回來半輛車,況且主流媒體動輒發表文章,宣稱汽車燃油是導致城市霧霾的主因之一,建議大家改為「綠色出行」。

面對如此憋屈的汽車生活,依舊有人前仆後繼要買車。汽車也能代表身分,沒有汽車就無法融入某些社交領域。旺盛的需求和收緊的政策之間產生了巨大矛盾,解決矛盾的出路就是採用新技術、新能源的新概念汽車。

電動車:誰能解決電池問題?

按照現今政策大方向來看,電動車大有取代燃油汽車的趨勢,例如:中國電動車不受限號政策左右;在中國某些城市購買一定金額以上的電動車,可領四成補貼款;一些公共交通如出租車、計程車都更加推崇電動車型。

此外,特斯拉在全球掀起一股電動車熱潮,創辦人馬斯克經常榮膺世界首富的頭銜。遺憾的是,作為電動車的核心零件──動力電池的發展一直非常緩慢,近兩年幾乎沒有什麼進展。而且受疫情影響,鋰電池的原材料、製造成本大幅上漲,中國的寧德時代等電池供應商,雖然手握大量訂單,卻因為產能不足而無法交貨。這種情況下,車商更沒有精力來研發電池新技術,導致動力電池續航短、畏寒怕冷等特性難有改進。

中國東北地區的司機對電動車的嬌貴感觸頗深,因為電池在嚴寒天氣下「虧電」非常嚴重,導致電動車在山海關外「寸步難行」。數據顯示,中國汽車銷售的比例,燃油車依舊高達92.8%,電動車僅有2.8%,這2.8%大多分布在江蘇、浙江、上海、珠江三角洲地區。

事實上,中國東北地區或者冬季的華北,人們的電動車體驗非常差,可以用「戰戰兢兢、提心吊膽」來形容。一位東北司機說,他的電動車的續航能力是400公里,但一旦溫度下降到5℃~10℃,就會下降到200公里,再加上天冷,需要開暖氣,偶爾開遠光燈等,粗估每週需要充電3次,每次5小時。抱怨的背後是電池技術的瓶頸,虧電現象是化學問題,低溫環境下,鋰離子的擴散、表面電荷的移動都會受影響,降低電池電量密度。解決之道只有兩個方向:首先是創新隔膜和外殼技術,使其保護電解質不受影響;其次就是升級電解質材料,增加續航能力。這兩個方向都不容易,難怪有人說,誰能解決電池問題,誰就是新的世界首富。

氫能源汽車:何時駛出實驗室?

如果動力電池註定嬌貴,要改變汽車的前途就只能再度升級新能源。氫能似乎已經被提出日程用來取代電池和燃油,而可控核能尚停留在「概念階段」。事實上,賓士、BMW、特斯拉每年都會設計出大量概念車,天馬行空,車商不奢望這些汽車會量產,只是想盡可能地刺激汽車業的創新,把技術潛力充分挖掘出來,包括非常規硬度的鋼化外殼、會飛的車以及氫能、可控核能汽車。

依照氫能的特性,很容易吸引到資本、政策、管理的關注,因為它太清潔了。早期的氫能源電動車概念是通過氫內燃機燃燒來產生動能,動力機制和燃油車差不多,但相較於燃油,氫氣燃燒的穩定性、電量轉化效率非常差。現在氫能源汽車的動力來源主要透過氫燃料在電池堆裡的化學反應,將化學能轉化成電能。氫能源相較鋰電池的優勢在於電量密度高,可適用於長途運輸,包括卡車、大巴、物料、重型貨車等,而且氫能源對環保有重大意義,社會各界充滿信心。美國、中國、歐洲、俄羅斯、日本等均將氫能納入國家能源戰略規劃。根據國際氫能委員會的報告,預計到2030 年,全球氫能領域的投資將激增至5,000 億美元。

不過,氫能源也面臨著成本、技術、補能等方面的問題。以補能為例,未來的氫能補給場景和加油站差不多,加一次氫能只需6分鐘,勝過電動車要充電5小時,但需要建設大量的氫能補給站,加上製氫的成本也比較昂貴,粗估下來,一個氫能源站的建設成本是普通加油站的3倍。

或許在未來新能源汽車大戰中,氫能會取代鋰電池,但時間會比較久。世人拭目以待。

你可能會有興趣的文章

透視「庶民經濟指標」
吳敦義院長上任第一天接受媒體專訪,即提出「庶民經濟指標」的主張。吳內閣似認為,現有的國民所得和物價指數等統計指標,無法貼近民眾的感受,…
你也喜歡在3.5吋螢幕上滑來滑去嗎?
2011年,是一個「滑來滑去」的年代。一個3.5吋的小螢幕,讓你我離不開它。找路、吃飯、照相、聊天、談心、聽音樂、玩遊戲、看影片、收發信件…
從瑞士、新加坡看台灣前途
我在文章和電視節目中,最常講到的國家就是美國,當然是希望台灣在很多方面,尤其是在制度層面,盡可能多地向美國學習。但美國畢竟是大國,…
205期勘誤啟事
本刊第205期封面故事〈藉助聊天機器人擷取資料 讓狂人飛打造精準行銷〉一文,因內部作業疏失,P.39圖說資訊誤植,茲更正如下:…
做自己的春麗與幸運
從小學開始的考試到出社會後各種職場上的廝殺,現實人生裏充滿了競爭,強者為王的鐵律讓許多人將人生歸類為贏家與輸家。於是,…
注意!你的注意力正在被搶奪
這本《注意力商人》,在美國圖書分享型社群網站Goodreads上獲得4.12分的高分。所謂的「注意力商人」,…
氣候變遷美大旱 糧食減產恐成災
豔陽下的7、8月,美國正經歷有史以來最嚴重的旱年,超過二十五州嚴重缺水,九成玉米產區遇旱,全國僅有24%的玉米及29%的黃豆生長情況良好,…
溪頭米堤大飯店 群山圍繞 氣勢磅礡的歐洲宮廷
米堤大飯店座落於海拔1,250公尺的南投縣著名風景區溪頭,是全台唯一被群山圍繞的豪華歐洲宮廷式飯店,古典之美與磅礡氣勢,…