如何看待网络上氢能源汽车和电动车之争?

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查看1244 | 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。
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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。" z  i6 ?9 R1 s/ c2 W4 V  _/ U) 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。# F+ x3 {5 M6 B/ _) S5 M/ o0 J# U
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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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。
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4 u* q) K6 A/ g4 {4 t8 i, |4 H* w另外,氢能量密度比锂电池要高很多。
5 C+ Z' v" ~/ O! J: d. A4 F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
& @( p4 L0 b7 I* p: \9 T9 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。9 C0 |1 K9 f; L0 U) s

/ R, a+ b2 n: C) c5 g' k9 | 如何看待网络上氢能源汽车和电动车之争?-4.jpg 5 @/ K  T! h9 z8 o
而且氢的制备所需原料,比锂电池的原料也要来得方便。' w% y( W- |8 J) m( A+ P( C
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?
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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。% ?6 x# u% a9 n: h$ I* A4 l5 Y
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?2 T. _, ?9 r: |/ Z) r" _; p- b( s7 x
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。
. {* X7 s' v" i4 [6 Q先说生产成本。% t" m! B% p" w1 _6 Q9 D! e# P9 p9 }
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。
  D" {& ~, u* r* J, c+ v! U而氢燃料电池成本则高得多,基本达到了2元/Wh.' s! ?, \0 |, ^. y8 i! x
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。
' H: p$ r5 y9 v5 K1 g% y. h再说消耗成本。) a6 c# q: t6 r4 R- a# a
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。
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) B/ I" z3 N9 }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。4 f0 ]9 ?& |  a2 `5 E# m
最后说基础设施成本。9 G9 e3 J% ?, X: {$ U% G  r
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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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。+ s, q5 [+ h- X$ b6 k) ?; e

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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。! z  ?4 R- I8 ^8 V
再说存储和运输,也是氢能源的短板。
$ Z+ P$ U  d: \+ D) m; E9 a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。" t$ B9 E2 ?6 b8 J$ M
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。)0 T9 d1 @" F% ~+ o' y9 m: E

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2 S1 J+ l0 V" i7 n3 l( _# c2019.6.10日,挪威加氢站燃烧、爆炸6 y$ [6 ?2 Z% o
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另一个就是运输的效率低下
% ?) t4 t1 ~4 R+ b+ l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。% |' n: `7 s$ t! r, n
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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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…………
9 F1 j5 J9 |! o' _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。
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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。& I1 E6 U4 q2 Q. T6 ^% b6 T2 _( Y
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。
8 L- q- O8 y" n# ~! Y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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