Toyota'nın hidrojen yakıt hücresi coşkusu aptalca mı yoksa ileri görüşlü mü? Özgüven nereden geliyor?
Japonya'dan Toyota Motor'un değişmez yatırımı ve hidrojen yakıt hücrelerinin geliştirilmesi, küresel elektrikli araç endüstrisindeki birçok insanı şok etti ve şaşırttı. Elektrikli araç endüstrisindeki birçok insan için bu teknoloji belirsizliklerle ve hatta hatalı enerji kullanım çözümleriyle doludur. Toyota'nın uzun vadeli stratejisi, ikincil pilleri maliyet açısından yenmek için yakıt hücrelerini kullanmaktır.
Toyota FCV hidrojen yakıt hücreli araç prototipi, Kuzey Amerika'da soğuk direnç testlerinden geçer;
Daimler bir zamanlar yakıt hücresi pazarından çekildiğini iddia etti Daimler CEO'su Dieter Zetsche, yakıt hücrelerinin şirkette "temel bir rol" oynamayacağına inanıyor. Ayrıca 20 yıl önce Daimler, proton değişim membranlı yakıt hücrelerinin (pemfcs) geliştiricisi Ballard Power Systems'ta hisse alacağını ve yakıt hücresi geliştirmede bir patlama başlatacağını duyurmuştu.
Lityum iyon piller yalnızca 50 yıl önce piyasaya sürüldü. Pil seviyesinde, kilovat saat başına maliyet hala yaklaşık 1.000 dolar. Lityum iyon pillerle karşılaştırıldığında, yakıt hücrelerinin maliyeti daha büyük bir oranda düşmüş olsa da, mevcut yakıt hücresi endüstrisi küçüktür ve endüstriyel zincir tamamlanmamıştır ve maliyet hala yüksektir.
1. Lityum pil ve yakıt hücresi arasında maliyet karşılaştırması
Tesla, 2020'de 2014'teki küresel satış hacmine eşdeğer gigawatt-saatlik lityum iyon pil üretme sözü verirken, Toyota'nın 2016'daki Mirai satışları, 2014'te küresel olarak üretilen PemFCS'nin yaklaşık üç katı idi.
Raporlara göre, Toyota'nın 50.000 dolarlık yakıt hücreli elektrik santrali, büyük elektrik santrallerinden çok daha pahalı. Şirketin planı, 2019 yılına kadar her yıl 3.000 yakıt hücreli elektrikli araç üretmek ve ardından 2020 yılına kadar 30.000'e ulaşmaktır. Toyota'nın topyekün çabalarına rağmen, önümüzdeki birkaç yıldaki ürün çıktısı çok düşük olacak.
Lityum pil maliyet tahmini
ABD Enerji Bakanlığı Araç Teknolojisi Ofisi tarafından desteklenen araştırma ve geliştirme faaliyetleri, 2020 yılına kadar kilovat-saat başına 125 ABD doları pil maliyetine ulaşmayı hedefliyor. General Motors ürün direktörü Mark Rouss, Chevrolet Bolt EV'nin pil maliyetinin kWh başına 145 ABD doları olduğunu doğruladı ve üçüncü taraf, pil maliyetinin kWh başına yaklaşık 215 ABD doları olduğunu tahmin etti.
Başka bir rapora göre, Tesla'nın pil maliyetinin 2020 yılına kadar kilovat-saat başına 150 ABD doları aralığında olması muhtemeldir ve Araç Teknolojisi Ofisi tarafından yapılan en agresif fiyat tahmini, kilovat-saat başına 75 ABD doları olan bir lityum hava pilidir. Yalnızca kısıtlamalar çerçevesinde mümkündür.
50 kilovat saatlik pil paketi için kilovat saat başına 125 ABD doları; kilovat saat başına 75 ABD doları, 3.750 ABD dolarıdır.
Yakıt hücresi maliyet tahmini
Enerji Bakanlığı'nın Yakıt Hücresi Teknoloji Ofisi, nihai hedefi 30 ABD Doları / kW net güce ulaşmak amacıyla, yakıt hücresi sistemlerinin maliyetini 2020 yılına kadar 40 ABD Doları / kW net güce düşürme faaliyetlerini de desteklemektedir. Net gücü 80 kilovat (107 beygir gücü) olan bir yakıt hücresi sistemi tasarladılar, bu nedenle yüksek kapasite altında yakıt hücresi sisteminin maliyeti sırasıyla 3200 dolar ve 2400 dolar.
2. 200 mil lityum pil ile 400 millik yakıt hücresinin karşılaştırması
Hidrojen tanklarının maliyeti, depolanan hidrojen miktarına bağlı olduğundan ayrı olarak hesaplanır. 2020 hedefi, kilovat saat başına 10 dolarlık bir yakıt deposu maliyetidir. Hidrojenin enerji yoğunluğu 33.3kWh / kg'dır, dolayısıyla Enerji Bakanlığı'nın yakıt deposu maliyet hedefi kilogram başına 333 ABD dolarıdır.
Hyundai Tucson yakıt hücreli SUV, yaklaşık 250 mil yol katetmek için 5 kilogram hidrojen kullanıyor, bu nedenle kilogram başına 50 millik yakıt verimliliği doğru.
Amerika Birleşik Devletleri'nde satılan çoğu arabanın gerçek kilometresi 400 mili aşıyor, bu da yakıt hücreli araçların yanma emsallerine uyması için 8 kilogram hidrojene ihtiyaç duyacağı anlamına geliyor. Bu, hidrojen tankının fiyatını 2.670 dolara çıkarıyor.
Akü ve yakıt hücresi seçimiyle karşılaştırıldığında, yakıt hücrelerinin çıkışı büyükse, o zaman 2020'de yakıt hücrelerinin fiyatı biraz daha ucuz olacaktır. Bununla birlikte, elektrik hidrojenden çok daha ucuz olduğu için, pil seçimi toplam sahip olma maliyetini büyük ölçüde azaltacaktır. Yakıt Hücresi Teknoloji Ofisinin hedefi, hidrojenin kilogram başına 4 dolarlık bir fiyata ulaşmasıdır. Yakıt hücrelerinin verimliliğinin içten yanmalı motorların iki katından fazla olduğu düşünülürse, bu, yakıt maliyetlerinin benzin galonu başına 2 dolardan daha azına eşit olduğu anlamına gelir.
3. 400 mil lityum pil ve 400 millik yakıt hücresi karşılaştırması
ABD Enerji Bakanlığı'nın planına göre, seri üretilen yakıt hücresi tahrik sistemi, seri üretilen batarya tahrikinden daha ucuz olacak.
2020 maliyet hedefi programında, yakıt pillerinin fiyatı 6.000 $ 'dan daha ucuz olacak. Hidrojenin fiyatı kilogram başına 4 ABD doları olduğu ve bir arabanın hızı kilogram başına 50 mil olduğu için, yakıt hücreli bir aracın fiyatı yalnızca 75.000 mil gitmesi gerektiğinde daha yüksek olacaktır, bu da bedava elektrik tüketimini gerektirir.
İkinci bir yakıt hücresi sisteminin eklenmesiyle bile (yakıt hücresi kümesini genişletmek veya yeniden tasarlamaktan çok daha az maliyetlidir), yakıt hücreli araçların peşin maliyet avantajı hala 3.000 $ 'a yakın.
4. Belki yön doğrudur, yol gerçekten kıvrımlıdır
Yakıt pilleri bu fiyat avantajından ancak üretim önemli ölçüde arttığında yararlanabilir ve bu tam olarak Toyota'nın yapmak istediği şeydir.
Bu açıdan bakıldığında, Toyotanın yakıt hücresi coşkusu anlamlı: yakıt hücrelerinin pillerden daha ucuz olmasını veya en azından pilli elektrikli araçlardan daha iyi bir çözüm olmasını bekliyorlar. Toyota, hibrid elektrikli araçlar alanında yeterli enerji tasarrufuna sahip Göstergeler, pazarın olgunlaşmasını bekleyerek yakıt hücrelerine sürekli yatırımı destekleyebilir.
