固態(tài)電池還是燃料電池：電池材料體系和氫能生態(tài)誰能解決？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-05-07 18:22
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誰能代表新能源汽車的未來？至少目前來看并沒有明確的答案。一邊是電池材料體系迫切需要提升，以換取更高的能量密度；另一邊是氫能源的生態(tài)系統(tǒng)迫切需要建立，以讓燃料電池汽車可以走上商業(yè)模式正軌。
顯然，兩個限制各自發(fā)展的問題短時間內(nèi)都無法得到很好的解決。這也是為什么兩方陣營里都有著強大的成員在堅持自己的技術路線。
短期之內(nèi)，純電動汽車肯定會早于燃料電池產(chǎn)業(yè)化和普及。從動力系統(tǒng)的完成度來看，純電動汽車已經(jīng)可以實現(xiàn)商業(yè)化，而燃料電池汽車尚需時日。畢竟，當豐田Mirai初期投入生產(chǎn)時，每天3輛的產(chǎn)能根本難以稱得上是真正的量產(chǎn)，即使到2020今年豐田的規(guī)劃年產(chǎn)能也只有3萬輛。
從基礎設施的建設來看，充電基礎設施在國內(nèi)的建設，尤其是一二線城市的建設已經(jīng)初具規(guī)模，絕大部分的電動汽車用戶已經(jīng)不再為充不上電而擔憂。反觀加氫站的建設，技術與成本的限制仍然是巨大的挑戰(zhàn)。
但不可否認，燃料電池汽車巨大的潛力還沒有得到開發(fā)，當下種種產(chǎn)業(yè)鏈上的問題不能抹殺氫能生態(tài)系統(tǒng)的優(yōu)越性，這也是為什么業(yè)內(nèi)普遍將燃料電池汽車視作汽車“共產(chǎn)主義”的原因。
只是從目前來看，無論是技術成熟度、消費者認可度、推廣可行度還是政策的導向，造更高續(xù)駛里程的純電動汽車將會成為未來5-10年車企們共同的選擇。
另一方面，燃料電池系統(tǒng)中如雙極板、空氣壓縮機、直流升壓元件等若干關鍵零部件，國內(nèi)研發(fā)生產(chǎn)企業(yè)均較少，很大程度上都要依賴于進口，也是國產(chǎn)燃料電池汽車成本居高不下的原因。
這是車的成本，氫燃料的成本同樣是很大的問題。氫氣制取的方法主要有電解水制氫和工業(yè)副產(chǎn)氫兩種，前者的成本可以達到后者的3倍以上。然而因為燃料電池對于氫氣純度有著極高的要求(99.9%)，在小批量示范運行期間國內(nèi)還是以電解氫為主。
上海世博會期間，燃料電池汽車加氫的成本是70元/kg，按這個價格單位里程的燃料成本甚至高于傳統(tǒng)燃油車。
如果可以使用副產(chǎn)氫等可再生能源化氫，每千克的氫氣價格將在20-30元左右，對于轎車而言，每千克氫氣可以運行超過一百公里，同級別燃油車型運行百公里則需要耗費約8升油，按照目前的油價約需要50-60元。
此時，燃料電池汽車的使用成本僅為傳統(tǒng)燃油汽車的一半左右。當然，工業(yè)副產(chǎn)氫的分離提純、配送機制都是需要深入研究并不斷完善的。
此外，氫氣的存儲同樣是燃料電池汽車普及的關鍵因素。為了獲得更高的能量密度，氫氣往往要冷卻至-253℃以下變成液態(tài)存儲，這不僅對儲氫容器的隔熱性能要求很高，而且液化氫氣也要消耗較多的能量，大約占氫能的1/3，這會大大降低車載氫能源的整體利用效能。
而在氫氣加注過程中，則必須要采取額外的降溫措施控制氣瓶的溫升，這個溫度一般要低至-40℃。可想而知，這個加注的過程，需要耗費多少額外的能源實現(xiàn)溫控。
不管哪種制氫方式、哪種存儲方式、哪種運輸方式，氫能源的生態(tài)系統(tǒng)都是需要重新建立的，涉及大量基礎設施的投入與建設。
目前，國內(nèi)投入運營的加氫站只有6個。根據(jù)國家“十三五”規(guī)劃，到2020年中國要建成100座加氫站，然而這只是德國和日本目前的水平。而且加氫站的建設成本超過千萬，達到充電站的近10倍，且中間環(huán)節(jié)的繁雜讓加氫站的建設難度與周期要遠超過充電站。
