如何看待网络上氢能源汽车和电动车之争?

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查看1241 | 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。6 D) n; {) [2 U# G( l- V7 b

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$ U. \2 t+ m4 l4 q9 g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。
( v) n  Q3 c, n5 ]% w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。
: |" X, x0 s7 X7 ^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。5 T  W: d& A+ e/ P# O

& z: N9 Z" R) ^ 如何看待网络上氢能源汽车和电动车之争?-2.jpg
* }  q2 x% `! E7 M$ t6 d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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3 F) y) {& {, R* @另外,氢能量密度比锂电池要高很多。
1 x; D' A8 V- `" e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
1 Y  w& v! ^: O: _" n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。
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) r( F) `. f$ l6 x# `而且氢的制备所需原料,比锂电池的原料也要来得方便。
. R/ U) R3 r. e) i5 b6 ^6 k. ~; W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。5 V/ }( w0 ^+ a! ?# u9 R
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?$ z: [. r" ^9 T  h3 p, O. 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。& p, g6 ~3 W  [5 W1 X( S1 K
先说生产成本。
+ j$ c1 @2 ?$ L% v2 w2021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。" {, B8 ~9 P! v! X9 J9 H/ O8 I
而氢燃料电池成本则高得多,基本达到了2元/Wh.6 T& l5 E! `; J( e3 U. J2 V/ u+ P
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。- e$ c$ `+ d% f
再说消耗成本。
: J, w5 h# G5 n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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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。) ], s" @' t5 H2 X
最后说基础设施成本。7 \+ q/ w& ~% V2 r7 j4 i/ `4 j$ |
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。+ ?+ B" o' @% |5 Z: q7 w
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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。
4 o, f( a4 J( q$ N/ o再说存储和运输,也是氢能源的短板。
, L4 l3 y, i; Q" l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。; k0 [( t7 l# D3 Y8 v4 _
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。)1 v6 D" n3 E% {& ?( H1 H6 |

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2019.6.10日,挪威加氢站燃烧、爆炸* G. L4 k( |; I

6 `6 ^2 z: Z/ k另一个就是运输的效率低下7 ^2 e- k: 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。% Y" T% D2 j2 l6 ~$ J
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。8 ]% {3 V3 w0 `$ C
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. K- Q  W* a" z% O3 o3 N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…………% P( O6 |0 L$ _6 ?8 K! F3 Q: C
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。* P' [4 \. G/ h0 f  D6 w
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。: G9 [$ |+ z; A9 h- K
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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