如何看待网络上氢能源汽车和电动车之争?

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查看1262 | 回复0 | 2022-4-24 06:57:03 | 显示全部楼层 |阅读模式
目前来看,即便是单压氢能源的日本,手中握着一堆氢能源汽车专利的丰田也已经看清楚现实,接下来的5年到10年,基本ALL in 电动汽车了。9 \! n. ^' i1 q1 |$ u

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7 y3 y: h  j# \8 d虽然在很多人看来,氢能源的燃料电池是比锂动力电池要好很多。
8 ~6 P7 n- D! o. s) l$ m, O因为锂电池自身并不能发电,属于二次电池,是靠外界的电压让锂离子在电池正负极来回跑(摇椅电池)来进行充放电,实际就是靠化学能和电能之间的转换。实际锂电池是个储能装置,如果不给它充电,它自身是无法充当动力的。
$ V; o) c: y, I$ a# N7 Y; S! z而氢燃料电池则相当于动力装置,如同燃油汽车的(汽油+发动机),属于发电提供动力的设备。
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" L  p6 t; g& q一手的肯定比二手的要来得快捷,加氢不比充电,氢电池的汽车一般去加氢,只需要5-8分钟左右就能加满。2 _. ~3 }! U. ]; ?7 Q
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另外,氢能量密度比锂电池要高很多。
9 k+ R; H! {4 r% J- J  H目前三元锂电池锂离子的电芯能量密度约为1.08MJ/Kg(理论),如果要提升,只能靠全固态锂电池了。而氢的能量密度为143MJ/Kg,是现有锂电池(电解液)的130倍
+ E/ Q$ N* s1 r& E9 M# D2 q+ q在超高能量密度的支持下,氢电池的续航里程很容易就达到或者超过现有燃油汽车,以丰田Mirai为例(北美市场销售),因为储氢工艺,成本的问题,即便并没有发挥氢的高能量密度,但新车型在海外测试中的实测续航,也达到了1003公里的里程。3 m0 s% n! [# [( C- F# O6 v
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而且氢的制备所需原料,比锂电池的原料也要来得方便。# ?6 W$ c4 x9 E" @
比如能量密度高的NCM电池,镍钴锰酸锂电池,国内的钴金属的资源非常匮乏,多匮乏呢?6 o! Y# \" z% M
按照国土资源部2012年公布的2011年全国矿产资源储量通报,我国钴储量基础为7.99万吨资源量为56.6万吨,具有开采意义的储量为4.21万吨,占查明资源储量64.59万吨6.5%。我国钴资源储量仅占全球总量的1%,因此钴资源十分短缺,每年自产矿石钴金属量只有1500吨左右,进口依赖度在90%以上。
氢能源还有一个好处,就是天生耐寒,即便在零下三四十摄氏度,也能保障动力充足。而无论是三元锂还是磷酸铁锂,在超低温下,除非是特定配方,否则电解质都趋向凝固,无法充放电。" y; U, H' r1 k
拥有众多的优点,但是为什么氢能源车还是远远赶不上纯电动车?
! F: c7 O' w: U- n  z% f只是因为氢燃料的成本太高了,远远高过纯电车的成本。无论是生产成本,消耗成本还是基础设施成本。- z% D; V/ k* `1 d
先说生产成本。
2 D) r+ Z/ j+ o( |2021年,行业平均磷酸铁锂电池成本为0.65元/Wh,三元锂电池的成本略高,为0.9元/Wh。
' n: O5 ?" {/ \8 l+ F! N而氢燃料电池成本则高得多,基本达到了2元/Wh.
* u  D6 k* B4 O5 s8 X# L; Z所以,相同电量下的成本,氢燃料电池要高上许多。不过这也和批量性有关系,氢电池的国内制造并未像锂电池那样成熟的市场化,所以批量小的情况下,氢燃料电池肯定是价格高上许多。& @7 r% i+ M/ X. h- ~) L+ `. ]
再说消耗成本。
2 h" O4 d. N# ]! P" o( h普通汽车的锂电池耗电大概为百公里13KW*h,电量按每度0.6元家用电----2元商用电来算,百公里电费为7.8元到26元。. R, ]3 E# a# a
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加氢站目前的加氢价格为每公斤氢气50-100元(补贴价),普通汽车每公斤氢气续航100公里,百公里的耗费为50-100元,要知道这还是国家大力补贴后的价格,而且因为定价比较低,即便有了国家补贴,加氢站普遍还都是亏损状态。
  e4 t. O% `% Z9 B, U最后说基础设施成本。( ^' X4 X9 Q4 n3 s
一个大型的锂电池充电站及配电设施投资,大概在百万级别。特斯拉的超级充电站的建造成本在200万元左右。
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& @! t; H# Q5 D4 a7 Y' `/ v而一个加氢站的投资则在千万级别,一个每天500KG加气级别的加氢站,其建设费用大概在1200万到1800万之间。
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" t  a7 c: ~0 \5 y; }3 ]' J" W2 ?, A所以说,氢电池,无论从生产成本,还是消耗成本,还是基础设施成本,都远高于锂电池。: F9 {6 p4 y% \+ ^5 n
再说存储和运输,也是氢能源的短板。
3 p' W/ a. H- q( r因为氢气在常温常压下是气态,所以为了方便存储和运输,我们要把它压缩。
* a; P' s8 ?2 H  h7 y/ }+ b8 U常用方法是高压对氢气进行压缩,需要耗费大量的压缩功不说,高压储氢容器的造价还相对昂贵。因为氢的原子半径非常小,在高压下,氢气甚至可以穿过很厚的钢板。而且氢气非常活泼,一旦泄露,极易和氧气混合发生燃烧和爆炸。(现在国内要求周边建筑物必须要离加氢站12-50米,站外明火必须离加氢站20-40米。)
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& Z; U4 n0 X# n' }# A# O! R. A 如何看待网络上氢能源汽车和电动车之争?-8.jpg 2 c; r) H, R. B1 i7 T" J% I  c# h# M; [

+ O+ t; w6 D0 K( h2019.6.10日,挪威加氢站燃烧、爆炸
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另一个就是运输的效率低下
3 l9 U2 T: x' Q% V, n所有元素中,氢的重量最轻,为水的密度的万分之一,普通高压储罐的氢气密度比较低。即便在零下253摄氏度时,氢气变为液体,但密度只有70g/L,依旧只有水密度的十五分之一,一大车也装不了多少氢气。而液态氢的运输和存储,因为容器的高要求和极易发生泄露的危险,所以暂时无法民用。
0 Q) i# ]2 T( P6 y; g3 }所以,现在还基本用的氢气压缩瓶来进行运输,一辆可载重40吨的超大卡车来运输氢气,一趟只能运输400公斤的氢气。
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+ ]4 A! e; Q2 H" z别看储气瓶这么大,一瓶充装10MP压力的,和人等高(40L)的瓶子只能装三四百克的氢气,而一辆普通的加氢小汽车,就需要三到五公斤的氢气…………, h) N- H" a7 j$ y! @
即便是用高压、低温这种耗能巨大的方式来运输氢气,实际效率也并不高。; H- j& K& g3 n$ r. X- T" @# `
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: n7 Y" {6 q% m5 F! L所以,总体而言,因为综合成本的关系,且锂动力电池的商业化程度较高,其产业链和工艺也比较成熟。众多车企为什么都纷纷推出旗下的电动车型,因为即便国家不补贴了,电动汽车依旧能够正向盈利,持续良性发展。$ G5 n2 n- S" x& J/ ^+ H7 E
而氢能源车目前在国内还是处于商业化的起始阶段,成本高,企业无法靠产品盈利,基本还得依靠着国家的补助生存,自然无法快速发展。* B' g, H& K& [7 k: b
但长远看来,氢电池因为其能源清洁,零排放,续航里程长,大型商用车的加注时间短,且适应极寒地区,在未来的国内也会有着一席之地。国家的发展策略也是两手都要硬,两条路都要走,不能只发展锂电池忽略氢能源。这也是大国的兼容并蓄之道了
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