电动汽车（EV）和燃料电池技术是实现全球零排放目标的关键

概述

了解汽车和交通领域的这两项关键技术对于实现零排放目标有哪些帮助。人们往往将纯电动汽车（BEV）和氢燃料电池电动汽车视为一个非此即彼的命题。但事实上，这两项技术是互补的，对于实现零排放目标发挥着重要作用。

下面是对纯电动汽车和燃料电池电动汽车的简短概述：

电动汽车：

电动汽车可分为四种类型：

• 纯电动汽车（BEV）仅使用电力并通过插入充电电源进行充电。
• 混合动力电动汽车（HEV）使用的是启停电机（让车辆开动）与内燃机（ICE），以提高运行速度。在混合动力电动汽车中，电机电池通过车辆移动进行充电。
• 插电式混合动力电动汽车（PHEV）与混合动力电动汽车类似，但增加了通过插头对电机电池进行充电的功能。
• 燃料电池电动汽车（FCEV）——将在下一节中介绍。

前三种电动汽车均使用电池来驱动电机，电池的充电方式对车辆的行驶里程有着重大影响。

虽然混合动力汽车在行驶过程中不断为车载电池充电，并依靠使用传统汽油的内燃机来延长续航里程，但对化石燃料内燃机的依赖限制了混合动力汽车单独实现电动出行可持续发展目标的能力。插电式混合动力电动汽车能够从外部对电池充电，具有一定的灵活性，但仍然配有用于实现某些功能的内燃机，因此无法完全消除排放。

另一方面，纯电动汽车仅配备带有车载电池的电机，而车载电池通过外部充电源充电。因此，纯电动汽车对于实现零排放目标方具有巨大潜力，但电池电量耗尽会限制纯电动汽车的行驶里程，这成为阻碍纯电动汽车全面普及的一个主要缺点。尽管电池技术不断进步，但由于乘用车中可容纳的电池阵列的实际尺寸和重量限制，目前纯电动汽车的行驶里程通常只能达到150—300英里。

氢燃料电池：

燃料电池电动汽车（FCEV）的车载氢气罐中储存的氢气与空气中的氧气发生反应，产生电力，在此过程中，唯一的副产物是水蒸气。汽车应用最常见的燃料电池类型是聚合物电解质膜（PEM）燃料电池。燃料电池产生的电力为汽车的电机提供动力。如果有可用的加氢站，加氢过程快速简单。

纯电动汽车与燃料电池电动汽车的利弊：

这两种技术都提供了比内燃机更清洁的替代品，并且都使用电机来实现可持续发展目标。但不同之处在于，纯电动汽车使用的是电池中储存的能量，而燃料电池电动汽车使用储存的燃料（氢气），通过反应产生能量。

行驶里程：如上所述，由于车载电池尺寸的限制，纯电动汽车的行驶里程受到很大的限制。纯电动汽车还受到车载电池充电时间的限制。相比之下，燃料电池电动汽车可以加注氢气，就像当今的内燃机动力汽车快速加油一样。

充电/加氢基础设施：目前，由于政府和电动汽车制造商持续进行大量投资，帮助建设充电站网络，纯电动汽车在充电方面具有优势。纯电动汽车通常还通过车主的家用电力系统进行充电，充电一夜，通常可以给电池充满电。另一方面，目前燃料电池电动汽车的加氢站基础设施较少。这严重限制了消费者对燃料电池电动汽车的采用，尤其是在专注于建造加氢设施的城市环境之外。

纯电动汽车和燃料电池电动汽车的互补应用：

考虑到纯电动汽车和燃料电池汽车之间的差异以及各自的固有优势，在实际应用中开始划分为可以相互受益的不同领域。以下是一些示例。

• 采用燃料电池技术的本地化商业运输——越来越多的管辖区，例如交通管理局、学区、快递服务等领域，正在转向使用燃料电池驱动的公共汽车、卡车和货车。它们可实现燃料电池的所有清洁优势，也不会因加氢站匮乏而受到阻碍，因为所有车辆在每个班次结束时都会返回到集中地点加氢。
• 大型运输车辆——燃料电池还被视为许多大型运输应用的可行解决方案，例如火车、驳船和一些货车运输应用，这些车辆可以携带足够的氢燃料，以避免沿途需要频繁地去往加氢站。
• 仓储车辆——燃料电池使用显著增多的一个领域是在仓库等局部环境中使用叉车。通过使用本地加氢站，许多公司发现可以节省大量时间和成本。例如，叉车电池充电每班需要15分钟，而加氢则需要2分钟，这也可避免电池在每个充电周期后半段出现的功率衰减。目前美国在用的燃料电池叉车超过3.5万台
• 使用纯电动汽车满足大多数消费者汽车需求——随着满足个人需求的电动汽车快速普及，加上充电站基础设施不断增多，预计纯电动汽车将成为消费者的主要选择，至少在短期内如此。

有关电力或氢气来源的考虑因素：

从零排放角度来看，考虑如何管理电力和氢气的“原料”来源并了解上游来源的碳影响也很重要。

例如，即使最高效的纯电动汽车，如果使用的是传统燃煤发电机产生的电力，也不能声称实现了零排放。与燃料电池类似，如果产生的氢气使用的是排放碳的电解工艺，燃料电池电动汽车就不是真正地实现零排放。因此，从长远来看，纯电动汽车和燃料电池汽车取决于使用清洁、可再生能源的上游工艺。

小结：

综上所述，电池电动汽车和燃料电池电动汽车都可能在实现全球零排放目标中发挥重要的互补作用。在此过程中，重要的是继续开发各种支持技术，并采取整体方法，在电动汽车和燃料电池电动汽车可以产生最大影响的特定应用中智能部署电动汽车和燃料电池电动汽车。

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