提到甲醇,你会想到什么?工业酒精?农药原料?但事实上,甲醇不仅是重要的化工原料,也是性能优良的能源和车用燃料。但是我们今天要讨论的,并不是真的“烧”甲醇的汽车,而是利用甲醇转化为氢气并经燃料电池发电的技术。更令人意外的是,将这项技术应用于商品车型的,是来自中国的造车新势力——爱驰汽车。
童济仁汽车评论 编辑丨辰巳
如果此前对于爱驰汽车略有了解,就会知道爱驰的产品线分为两条:一是面向普通消费者,基于MAS平台的车型,另一条是主打极致运动性能的Roland Gumpert超跑。两条路线毫无疑问都是纯电动车型,但在RG超跑上,爱驰却应用了一个“并不常见”的技术——以甲醇制氢经燃料电池发电作为车载增程器。
这项看似复杂的技术,为何会被爱驰看中并应用?它又具有哪些独特的优势?在上海举办的第二届进博会上,我们希望寻找答案。
▎为何要使用甲醇燃料电池?
一项技术路线的选择,通常离不开几大因素:技术先进性、可实现性、资源可获性。
以往我们提到燃料电池,想到的都会是氢罐、加氢站、加注枪等等元素,可是如果当氢气不需要直接加注,而是通过其它介质在车内进行反应获得氢气,便会在技术与商业上引发很多不同。比如甲醇制氢,就是利用车内存储的甲醇与水作为原料,在催化剂作用下转化为氢气的重整制氢技术。由于甲醇重整具有体积小、重整温度低、能耗小、原料易得等特点,利用甲醇现场制氢,能够解决当前氢气在提取、输送、分配及加氢环节的难题,在安全与经济方面也有一定的优势。
另一方面,中国是世界上最大的甲醇生产国,2018年甲醇产能达8,500万吨,占全球产能约60%。国内煤炭资源中,40%是高硫高灰劣质煤,这些煤不适宜直接作为发电或工业燃料,而把高硫高灰的劣质煤转化为甲醇燃料,既能提高煤炭清洁利用效率,又能解决汽车燃料的能源依赖。在中国多煤、少油的资源禀赋环境下,这显得意义重大。
提到煤就不能不提山西。事实上,以山西为中心1,000km半径内覆盖了全国甲醇70%以上的产能,特别是将长期利用率较低、作为工业尾气的焦虑煤气综合利用制取甲醇,更是高效煤利用的一大重点。本届进博会上,爱驰汽车与山西高平市政府举行了项目合作落地签约仪式,将在该地落地建设甲醇制氢燃料电池动力系统制造基地,共同推进技术的产业化落地,正是技术与资源结合的结晶。
而将由甲醇制氢经燃料电池发电,可以作为电动汽车动力源的重要组成部分,与电池一道共同供能,充分发挥自身功率密度高、效率高、清洁优势的同时,无须担心燃料供给的问题。
在今年10月工信部发布的《关于修改〈乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽汽车积分并行管理办法〉的决定(征求意见稿)》中,甲醇等醇醚燃料乘用车正式被纳入“双积分”的考核范畴之中,而今年3月工信部等国家八部委联合印发的《关于在部分地区开展甲醇汽车应用的指导意见》中,也对甲醇汽车制造体系建设、甲醇燃料生产及加注体系建设、甲醇汽车标准体系建设、甲醇汽车应用等方面提出了政策指导。
▎搭载甲醇燃料电池的超跑?
Roland Gumpert,奥迪quattro系统的创始人,也是促成奥迪真正在中国取得成功的A6加长方案的推动者之一。但就是这样一位在内燃机时代具有传奇色彩的汽车工程师,如今却投入到一个全新的领域中。
如今,Roland Gumpert已经加入到爱驰担任首席产品运营官,而他自创的Gumpert品牌则与爱驰为子母关系,便是今天的爱驰恭博。而作为爱驰主打高性能汽车的子公司,爱驰恭博的首款车型——电动赛道级跑车RG Nathalie正是使用了甲醇燃料电池。
这款采用四个最大功率102kW的电机进行四轮独立驱动的跑车,官方0-100km/h加速成绩2.5秒,极速可以达到300km/h。但比这些参数更意外的是,除了60kWh的电池,RG Nathalie还有一个甲醇重整制氢的燃料电池。通过60%浓度的甲醇经催化剂反应制氢,原料消耗比例大约是0.9L/kWh。也就是说,RG Nathalie上60L的燃料箱可以视作67kWh的能量源。而这台燃料电池的主要作用,正是作为“增程器”为车辆提供电能,由此整台车的续航里程可以达到1,200km。
相比传统内燃机作为电动汽车增程器,燃料电池增程器可以在功率密度不逊色的前提下,真正在用车阶段实现零排放、零污染。再结合上述国内利用甲醇制氢的优势,爱驰这样的方案也就有迹可循。
在本届进博会上,爱驰汽车也与丹麦甲醇燃料电池研发和制造公司Blue World Technologies丹麦蓝界科技正式签署战略合作框架协议,共同合作将甲醇重整器、高温质子交换膜燃料电池电堆应用于乘用车、商用车和其它与甲醇燃料电池汽车相关的领域,如充电桩等等,实现该技术的多场景应用。今年9月,丹麦蓝界科技的甲醇燃料电池工厂在丹麦奥尔堡港破土动工,预计将于2020年投入生产。作为全球最大规模燃料电池生产基地,该工厂建成后将为爱驰汽车提供甲醇重整在线制氢燃料电池,批量应用于爱驰汽车旗下新能源车型上。
这也就意味着甲醇燃料电池将不止搭载于RG Nathalie超跑上,未来基于MAS平台的民用电动车(比如爱驰U5)同样也会搭载这套动力总成,而它在民用阶段的意义就是彻底解决电动车的续航里程焦虑。
▎写在最后
新能源汽车发展规划中的一大原则,就是鼓励多元化的发展路径。过去通过以甲醇混入汽油燃烧以降低燃料的污染物排放,是燃油车时代解决清洁环保的重要举措之一,也为我国积累代用能源运营管理积累了丰富的经验,初步形成了相关的产业基础。如今,当将甲醇应用于新能源汽车,以甲醇制氢作为电动汽车增程器,同样也是业内探索的一大方向,爱驰汽车正是这一方向的重要推动力量。
新能源汽车的下一步往哪里走,可能每个人的看法都不一样。探索一个方向,并不因为它一定会成为未来,而是它有可能成为一种不一样的未来,最终都会由市场来决定。
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