满足 ACT Expo 上氢动力车辆和零排放技术的需求

减排与效率是汽车 OEM 的重要驱动力，今年在加利福尼亚举办的先进清洁交通 (ACT) Expo 上，全面展示了全新的清洁交通动向和技术。
 

随着交通运输业的不断发展，ACT Expo 在过去几年间也相应作出了转变。今天，该展会的大部分展品明显集中在许多人将其视为未来交通的零排放和低排放车辆技术上。
 

出现这种情况的原因如下：随着新的参与者进入交通和移动领域，正在给技术和业务运营的传统模式带来冲击。全球市场也出台了新的激励措施，以促进清洁交通技术的新发展并控制排放。正因为如此，人们比以往任何时候都更加重视 ACT 展会。
 

我参加展会期间，有一点是很明确的：随着技术的发展，希望获得成功的 OEM 面临着新的挑战。以下是我参加 2019 年 ACT Expo 时所总结的几点重要观察：
 

几大因素会影响选择清洁技术车辆和设备的增长趋势，并且供应商正致力于提供相关解决方案。
 

电动车辆 (EV) 成为人们关注的焦点。今天的 EV 是清洁型车辆，随着电池成本的不断下降，此类车辆日益成为短途通勤的具有成本效益的解决方案。然而，电动车辆确实还存在某些固有的挑战。例如，在重型和商用卡车运输中，车队运营商必须能够依赖于长续航里程的电池来远距离运输货物。充电时间同样是个问题，充电时间从 30 分钟到 10 小时不等。这种车辆还必须能够依赖充电站基础设施—然而大部分基础设施在某些特定地理区域之外尚未兴建。最后，制造电动车电池所需的原材料 较为稀缺，尤其是在美国。随着这些原材料变得日益稀少，成本可能会上升，并且当大量电池达到其使用寿命时，还需要克服另一项重大的电池废物管理挑战。
 

这使得替代技术越来越具有吸引力：氢燃料电池汽车。这种车辆利用氢气和氧气为电动机提供动力，并可带来包括零排放、大功率和重载应用所需的扭矩在内的一系列实际好处。当使用清洁的可再生电能产生的氢气时，这些车辆可以实现真正的零排放。同时，其缺点也比较少。氢燃料电池汽车 OEM 展示了堪比传统技术（超过 300 英里）的有发展前景的续航里程以及加氢站更快加注时间的潜力。
 

尽管目前氢气交通尚存在基础设施的限制，但一些 OEM 正投入巨资以改变这种状况。ACT Expo 的主展台参展商Nikola 公司是一家专业生产电动半卡车和氢燃料动力车的公司， 他们已承诺到 2028 年在美国各地建造 700 个加氢站。通过同时解决整车生产和基础设施问题，该公司独特的商业模式可以使其车辆对最终用户更具吸引力。
 

为氢动力车辆打造可靠的基础设施是使之成为商业和消费领域中一项可行技术的关键。车辆和加氢站中安全高效的氢气储存是这一整合体的重要组成部分。
 

为实现实际的道路应用，必须考虑以下几点。氢气在所有燃料中具有最高的单位质量能量，而每单位体积能量则较低，因此需要先进的储存方法才能发挥更高能量密度的潜力。液态氢气需要低温储存，因此目前对车辆缺乏吸引力。此外，在气态下，氢存储效率要求高压储罐和在车辆应用中通常为 350 至 700 巴的燃料系统，这对应于典型的乘用车到商用卡车系列。
 

必须在整个供应链中实现储氢效率和安全的存储。氢气既可以现场制氢，也可以通过长管拖车输送到加氢站，然后经过压缩长期储存在氢气储罐中。从这些储罐中，氢气被输送到最终用户操作的加氢机-氢气型典型气泵-最终为氢燃料电池汽车加氢。重要的是，加氢站的压力必须更高-介于 900 至 1,000 bar之间-才能有效地满足车辆本身的压力需求。
 

在整个氢运输基础设施的任何一点保持可接受的高压并防止代价高昂的泄漏对于使这项技术可行、高效且实用地用于各种运输应用是至关重要的。这种新型氢燃料结构的设计和材料选择必须将高压和密封性能考虑在内。