氫燃料電池汽車與電動汽車:您需要知道但不見得會詢問到的部分

作者:Rachel Graham;翻譯:鍾宜珈

引用來源:https://www.euronews.com/living/2020/02/13/hydrogen-fuel-cell-vs-electric-cars-what-you-need-to-know-but-couldn-t-ask

 

『參考要點』:氫燃料電池汽車是現今新興的汽車趨勢,其具備零碳排、高續航力、加油時間短暫等優勢,但若以性能、價格而言,電動汽車則略勝一籌。雖然專家認為只要繼續投資並改善氫燃料電池汽車,待成本降低以後,其可望在十年內超越電動汽車,但仍有批評者認為氫燃料電池價格昂貴且目前的基礎設施尚不足以支持該技術,氫氣的易燃燒特性,也使民眾對其存有安全上的疑慮,因此電動車較有可能影響未來十年內的車用市場。

 

首先讓我們來解決主要的疑問,何謂氫燃料電池汽車(Hydrogen Fuel Cell Vehicle)?其與捷豹(Jaguar)、奧迪(Audi)、日產(Nissan)和雷諾(Renault)等汽車製造商,向市場推動的電動汽車之主機有何不同?

氫燃料電池汽車的車上,主要裝置可儲存氫和氧的電池,並透過兩種元素之間的化學反應為汽車提供動力,進而產生水和能量。它們有時會被稱為「燃料電池電動汽車(Fuel Cell Electric Vehicles, FCEVs)」,其具有排氣管,但唯一從此管排出的是水。這些汽車需要加的是「氫氣」,而不是汽油或柴油,而每次加滿氫氣後,該汽車可行駛320-405公里(約200-250英里)。

同時,常規電動汽車(Conventional Electric Vehicles)通常被稱之為「電池驅動電動汽車(Battery-Operated Electric Vehicles, BEVs)」是我們普遍認為最常見的「純電動汽車」,像是:日產聆風(Nissan Leaf)、BMW i3和特斯拉(Tesla)。這些汽車由電池供電,雖然許多電動汽車在煞車時,會設法透過熱能轉化為電能的方式為自己進行少量的充電,但其電池的主要儲能方式是像電話一樣進行充電。

然而,電動汽車每行駛160-500公里(100-310英里)後,就須要在充電地點進行充電。這是許多人使用電動汽車會怯步的原因。使用標準的電動車和充電站點,最多可能需要12個小時才能為電池充滿電。儘管有快速充電站的存在,但仍需要半小時才能增加160公里的續航里程。相較之下,給汽油或柴油車加油只需要幾秒鐘。而燃料電池汽車也成為零排放的替代品,因為它們可以快速地「加油」,而且使用氫氣加油只需要幾分鐘的時間即可。

 

 

圖說為2020年各汽車之最低售價、續航力(Range)、加油或充電時間(Time to Refuel)的比較,其中氫燃料電池汽車(Hydrogen Fuel Cell Vehicle)的購買價格比電動汽車(Electric Vehicle)、汽油或柴油車(Petrol or Diesel Vehicle)都要昂貴,相當於60,000歐元,約台幣193萬5,321元,其續航力及加油時間則介於電動汽車和汽油或柴油車之間。

 

在不甚瞭解基礎知識的情況下,我們也詢問了兩位專家對這項新技術的看法以及如果有這項新技術的話,大概會發生在何時?我們期待未來看到它席捲整個汽車產業。

 

為什麼大多數人沒有聽過氫燃料電池汽車?

 

英國汽機車零件經銷商GSF Car Parts的電子商務經理Mark Ba​​rclay對歐洲新聞媒體Euronews Living表示:「由於電動汽車較受民眾歡迎,因此氫燃料車的發展則較為落後。但是「氫」帶來的好處遠勝於「電」-有時候從字面上來說,是因為氫燃料電池比功能強大的電池還要「輕」得多,而且相較於電動車的充電,您可以更快地給氫燃料車「加油」,因此氫燃料車非常適合『無法忍受汽車停機時間過久』的大眾交通和相關企業」。

 

那麼,燃料電池汽車、電動車、混合動力車,或是標準汽車的優、缺點是什麼?

 

決定購買電動或非內燃機汽車(Non-Combustion Engine Car)的關鍵標準,可歸納為以下四點:「續航力(Range)、性能(Performance)、充電/加油的便利(Convenience of Recharging/Refuelling)、價錢(Price)」。

挪威可再生能源技術諮詢(Norwegian Renewable Energy Tech Consultancy)和挪威船級社(Classification Society DNV GL)的全球電動汽車業務主管Jeremy Parkes研究了購買習慣以及未來的發展前景,他說道:「就續航力而言,目前的氫燃料汽車較電動汽車為優。但是,從性能、價格點和充電或加油的可用性來看,電動汽車則是贏家」。

 

有哪些因素阻礙了該技術的廣泛採用?

 

挪威可再生能源技術諮詢和挪威船級社的全球電動汽車業務主管Jeremy Parkes說道:「儘管燃料電池電動汽車(FCEV)的加油時間與內燃機汽車(Internal Combustion Engine Vehicle, ICE)非常相似,但其加油的選擇卻非常有限,與電動汽車充電基礎設施的擴建相比,加油基礎設施的擴建非常昂貴,其主因為電動車需要充電的地方,大多數都已經建置了電網。純電動汽車(BEV)已經變得非常方便,可以讓乘客在家中充電,但對於燃料電池電動汽車(FCEV)而言,幾乎是太不可能做到的。另外值得注意的是,純電動汽車(BEV)在整個生命週期當中,所排放的二氧化碳,不僅明顯地低於內燃機汽車(ICE),也低於燃料電池電動汽車(FCEV)。而燃料電池電動汽車(FCEV)大部分的氫氣是透過化石燃料,即透過蒸汽甲烷重整(Steam Methane Reforming, SMR)所產生的」。

 

圖說為本田汽車(Honda)計畫在2017年增設「歐洲最先進的氫燃料公共電動汽車充電站」。

 

專家們認為,目前阻止人們採用氫燃料電池汽車的一個最主要的原因是「過高的成本(Prohibitive Cost)」。英國汽機車零件經銷商GSF Car Parts的電子商務經理Mark Ba​​rclay補充說道:「氫燃料電池非常昂貴,而且英國很少有地方可以加油,因此目前的基礎設施尚不足以支持該技術。而且因為氫氣極易燃燒,因此民眾對於氫氣的生產和儲存設施方面,也存在安全上的顧慮」。

 

從長遠來看,要如何進行比價?

 

挪威可再生能源技術諮詢和挪威船級社的全球電動汽車業務主管Jeremy Parkes告訴歐洲新聞媒體Euronews Living說道:「純電動汽車已經相對便宜得多了,燃料電池電動汽車的前期成本和營運成本都比純電動汽車更高」,許多新技術都難以規模化-這對降低成本卻是至關重要,因為每當新技術的生產水準提高時,成本就會降低。對於電池技術而言,生產水準每提升一倍,我們就會看到成本降低19%。我們已然看見,與氫能汽車相比,全球所生產和銷售的純電動汽車數量已達數百萬,但時至今日,氫能汽車的銷售量僅有數萬而已」。

 

誰在研究這項技術,我們什麼時候才能看到?

 

英國汽機車零件經銷商GSF Car Parts的電子商務經理Mark Ba​​rclay說道:「豐田(Toyota)、本田(Honda)和現代(Hyundai)汽車,已在市場上投資了氫能汽車,而歐洲正在追趕此市場趨勢中」。但Mark Ba​​rclay認為,氫能汽車在正式上路之前,顯然還有一段路要努力,才能達到電動和混合動力汽車的程度。Mark Ba​​rclay指出:「隨著繼續投資以改善氫能汽車,主要目的是為了降低成本,汽車產業仍需適應這些新技術。因此,氫能汽車可望在十年內,開始威脅電動汽車,甚至超過它們,企業應該為此做好準備」。

        但是挪威可再生能源技術諮詢和挪威船級社的全球電動汽車業務主管Jeremy Parkes不同意上述說法,其認為可歸納出兩點原因:「電動車電池技術的成本降低」以及「燃料電池汽車的充電基礎設施不佳」,這代表了電動車在未來幾十年內仍會佔據車用市場。Jeremy Parkes進一步說道:「市場上仍然有人對於擴大燃料電池技術的規模而抱有期望,例如:因為過量的可再生能源導致電價降低,使得透過電解而生成的氫氣技術興起,可望構成氫氣生產的商業案例。但值得關注的是,在目前的技術中,這種技術的效率其實很低,與生產氫所能使用的能量相比,該過程需要投入的能量大約為其三倍」。

圖說為使用氫燃料電池的豐田(Toyota)Mirai汽車在倫敦的街道上,已累計行駛超過一百萬英里。

 

有人指控電動車的電池原材料採購是不道德和不永續的。這是真的嗎?人們應該擔心嗎?

 

批評者猛烈抨擊採購常規電動汽車的鋰電池是不永續的。但是,挪威可再生能源技術諮詢和挪威船級社的的全球電動汽車業務主管Jeremy Parkes說道:「他們忽略了產業創新的推動力,這會使成本大幅地降低,以及促成替代性生態電池解決方案(Alternative Ecological Battery Solutions)的發展。純電動汽車不僅在短期內具備生態性,而且從長遠來看,也具備永續性和責任感。隨著規模的擴大,此產業也正迅速地發展,開發了應用於電動汽車的新型電池,例如:開發固態電池(Solid-State Batteries),相較於鋰電池,固態電池可以更快速地充電和放電,並具有更高的能量密度,亦可在生產過程中減少稀有金屬(Rare Metals)的產生」。

本文內容大致如此,主要闡述氫燃料電池汽車世界的初學者指南,以及它們與主流電動汽車的比較。

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