最多10年 氫燃料發動機成本追平傳統發動機!
英國石油公司(BP)在上周四發布的能源技術展望報告中,介紹了各類能源科技突破會在哪些方面影響人類對能源的開發與消費方式。無所不能在此梳理了BP報告中與風電和新能源汽車相關的內容,供大家參考。
根據這份報告,動力電池與氫燃料發動機技術會在未來發展迅速,新能源汽車的市場保有量將逐年提升,而陸上風電有望成為北美最便宜的電力來源。
最多10年,氫燃料發動機成本趨平傳統發動機
隨著科技不斷進步,現設計一款汽車用到的電腦算力已然超過設計第一艘登月飛船阿波羅11號。不斷進步的汽車科技在提升汽油車燃油效率的同時,也降低了碳排放量。據BP分析,得益于直噴技術,發動機小型化、渦輪增壓、以及燃料和潤滑劑領域的技術進步,未來汽油車的燃油效率將接近柴油車的燃油效率。
值得注意的是,到2035年全世界汽車保有量將較2015年增長1倍達到25億臺,在新增汽車中,傳統汽油動力依然會是主要動力來源,但電能、壓縮天然氣、和氫燃料占比會逐步提高。根據BP預測(圖一),到2050年電動車的每公里成本為14.3美分/公里,較2012年的26.2美分/公里下降近1/2,而電動車成本下滑的主要推手是整車制造成本,尤其是動力電池成本的不斷下降。
(圖一)
除了介紹新能源汽車成本會持續下降,BP在報告中也介紹了各類汽車動力源的發展方向與面臨的挑戰,無所不能在此梳理了以下幾點:
氫燃料汽車方面,得益于未來5-10年間氫燃料發動機的制造成本會逐步下降到與汽油發動機持平的價格,氫燃料汽車的成本下浮空間最大,但受限于高昂制氫成本與儲存成本,未來氫燃料汽車市場容量依然有限。并且目前主流的蒸汽重組甲烷制氫法會產生大量二氧化碳,不利于降低全球碳排放。
電動汽車方面,隨著電池技術的不斷提升,電動汽車將會更為普及,并且動力電池價格在未來20-30年間有較大下浮空間。但電動汽車是否真的環保取決于電力來源是核電與清潔能源,還是傳統化石能源,BP認為在以煤電為主的地區,電動汽車不僅不會降低環境污染,反而會增加對環境的負擔,其環保性能要差于柴油與混合動力汽車。
混合動力汽車方面,目前在北美已上路超過300萬輛,得益于剎車充電技術的普及,混動汽車的未來市場占有率將不斷提升,據BP分析,混合動力汽車的每公里行使成本有望在2050年下降至0.117美分/Km,將是所有類型汽車中最低的。
綜合來看(圖二),發動機小型化的汽油車在節能環保領域的成本最低,而電動汽車與氫燃料汽車的能節能成本過高,目前每降低1噸CO2排放,氫燃料汽車需花費$2050美元,電動車需花費$1100,BP認為新能源汽車的發展將是一個循序漸進的過程,還需要較長時間的技術積累。
(圖二)
2050年陸上風電或成北美最便宜
據BP 預測(圖三),2050年北美陸上風電的平均電力成本有望降至71美元/MWh,成為僅次于傳統燃氣輪機的廉價電力來源。
(圖三)
BP認為未來風電項目的綜合成本會在裝機量每增加1倍時下降14%。下降的風電項目成本主要來自于(圖四)所示的幾個方面,其中葉片和控制系統成本、傳動系統成本、風機運營維護成本的大幅下降是風電開發成本走低的主要推手,而葉片與控制系統價格有望下降25%,是所有風電組件中價格下降幅度最大的。
(圖四)
值得注意的是,BP認為在風電開發成本逐年降低的同時,風電運營效率將不斷提升,而效率的提升主要歸功于陸上風機塔筒高度與葉片長度的不斷增加,風機微觀選址水平與風機運營效率的持續增強,以及風電開發與維護水平的提高。
具體來講:
不斷改進的葉片設計將幫助建造更長的葉片,而傳感器和控制系統的發展將使整個葉片都能夠實現主動氣動控制,有助于提高葉片掃風能力與運營穩定。
更為先進的風機基礎設計、塔筒結構設計、與塔筒材質不斷提高風機塔筒高度,從而提升風速和風機發電效率。
更合理的風機傳動系統,更可靠的變速箱和風機維護系統,將進一步提高風機的可靠性和運營效率,降低風機運維成本,提高發電穩定性。
實際上,風電領域的技術升級是十分迅速且有規可循的,風電行業一直在向制造更高更大的風電機組邁進,從2009年陸上風機葉片直徑超過50米的裝機量不足10%,到目前最新量產陸地風機直徑超過133米,期間用時不到10年。并且,BP認為基于現有風電技術下,即使沒有大規模技術突破,未來單體風機規模仍有上升空間。
最后,無所不能通讀本次BP能源技術展望報告,發現主要關注點是新能源和汽車行業技術發展,整篇報告中較少提到傳統石油行業。
責任編輯:仁德財
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