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最多10年,氢燃料发动机成本追平传统发动机!

作者:徐雨萌 来源:无所不能 发布时间:2018-03-20 浏览:
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中国储能网讯:据【无所不能 文|徐雨萌】报道:英国石油公司(BP)在上周四发布的能源技术展望报告中,介绍了各类能源科技突破会在哪些方面影响人类对能源的开发与消费方式。无所不能在此梳理了BP报告中与风电和新能源汽车相关的内容,供大家参考。

根据这份报告,动力电池与氢燃料发动机技术会在未来发展迅速,新能源汽车的市场保有量将逐年提升,而陆上风电有望成为北美最便宜的电力来源。

最多10年,氢燃料发动机成本趋平传统发动机

随着科技不断进步,现设计一款汽车用到的电脑算力已然超过设计第一艘登月飞船阿波罗11号。不断进步的汽车科技在提升汽油车燃油效率的同时,也降低了碳排放量。据BP分析,得益于直喷技术,发动机小型化、涡轮增压、以及燃料和润滑剂领域的技术进步,未来汽油车的燃油效率将接近柴油车的燃油效率。

值得注意的是,到2035年全世界汽车保有量将较2015年增长1倍达到25亿台,在新增汽车中,传统汽油动力依然会是主要动力来源,但电能、压缩天然气、和氢燃料占比会逐步提高。根据BP预测(图一),到2050年电动车的每公里成本为14.3美分/公里,较2012年的26.2美分/公里下降近1/2,而电动车成本下滑的主要推手是整车制造成本,尤其是动力电池成本的不断下降。

(图一)

除了介绍新能源汽车成本会持续下降,BP在报告中也介绍了各类汽车动力源的发展方向与面临的挑战,无所不能在此梳理了以下几点:

氢燃料汽车方面,得益于未来5-10年间氢燃料发动机的制造成本会逐步下降到与汽油发动机持平的价格,氢燃料汽车的成本下浮空间最大,但受限于高昂制氢成本与储存成本,未来氢燃料汽车市场容量依然有限。并且目前主流的蒸汽重组甲烷制氢法会产生大量二氧化碳,不利于降低全球碳排放。

电动汽车方面,随着电池技术的不断提升,电动汽车将会更为普及,并且动力电池价格在未来20-30年间有较大下浮空间。但电动汽车是否真的环保取决于电力来源是核电与清洁能源,还是传统化石能源,BP认为在以煤电为主的地区,电动汽车不仅不会降低环境污染,反而会增加对环境的负担,其环保性能要差于柴油与混合动力汽车。

混合动力汽车方面,目前在北美已上路超过300万辆,得益于刹车充电技术的普及,混动汽车的未来市场占有率将不断提升,据BP分析,混合动力汽车的每公里行使成本有望在2050年下降至0.117美分/Km,将是所有类型汽车中最低的。

综合来看(图二),发动机小型化的汽油车在节能环保领域的成本最低,而电动汽车与氢燃料汽车的能节能成本过高,目前每降低1吨CO2排放,氢燃料汽车需花费$2050美元,电动车需花费$1100,BP认为新能源汽车的发展将是一个循序渐进的过程,还需要较长时间的技术积累。

(图二)

2050年陆上风电或成北美最便宜

据BP 预测(图三),2050年北美陆上风电的平均电力成本有望降至71美元/MWh,成为仅次于传统燃气轮机的廉价电力来源。

(图三)

BP认为未来风电项目的综合成本会在装机量每增加1倍时下降14%。下降的风电项目成本主要来自于(图四)所示的几个方面,其中叶片和控制系统成本、传动系统成本、风机运营维护成本的大幅下降是风电开发成本走低的主要推手,而叶片与控制系统价格有望下降25%,是所有风电组件中价格下降幅度最大的。

(图四)

值得注意的是,BP认为在风电开发成本逐年降低的同时,风电运营效率将不断提升,而效率的提升主要归功于陆上风机塔筒高度与叶片长度的不断增加,风机微观选址水平与风机运营效率的持续增强,以及风电开发与维护水平的提高。

具体来讲:

不断改进的叶片设计将帮助建造更长的叶片,而传感器和控制系统的发展将使整个叶片都能够实现主动气动控制,有助于提高叶片扫风能力与运营稳定。

更为先进的风机基础设计、塔筒结构设计、与塔筒材质不断提高风机塔筒高度,从而提升风速和风机发电效率。

更合理的风机传动系统,更可靠的变速箱和风机维护系统,将进一步提高风机的可靠性和运营效率,降低风机运维成本,提高发电稳定性。

实际上,风电领域的技术升级是十分迅速且有规可循的,风电行业一直在向制造更高更大的风电机组迈进,从2009年陆上风机叶片直径超过50米的装机量不足10%,到目前最新量产陆地风机直径超过133米,期间用时不到10年。并且,BP认为基于现有风电技术下,即使没有大规模技术突破,未来单体风机规模仍有上升空间。

最后,无所不能通读本次BP能源技术展望报告,发现主要关注点是新能源和汽车行业技术发展,整篇报告中较少提到传统石油行业。

关键字:氢燃料

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