目前替代石油車的主流技術路線就是鋰電池和燃料電池。燃料電池最大優(yōu)勢就是能量密度高，是鋰電池的120倍。但鋰電池起步早，商業(yè)化程度更高，整車成本也更低，且充電可以利用現有的電網系統(tǒng)，相比燃料電池整個加氫和供氫的配套網絡都要從頭建設，成本也要更低。因此這兩者的競爭核心就是能量密度vs成本的競爭。成本下降是個工程問題，可以通過商業(yè)化來解決，而能量密度面對的卻是基礎科學領域的瓶頸，基本上是無解。因此本質上兩者的區(qū)別是“道與術”的區(qū)別，長期看，燃料電池無疑潛力更大，也最有望成為下一代車用基礎能源。

 

 

　　能量密度提升是主線邏輯

 

　　人類歷史上每一次成功的能源變革，都有一個清晰的主線邏輯，就是能量密度出現數量級上的躍升。如煤炭比木柴高160倍，石油比煤炭也要高2倍。新能源只有具備能量密度上碾壓性的優(yōu)勢，才有能力顛覆傳統(tǒng)能源憑借著長期發(fā)展建立起來的完善的基礎網絡和工業(yè)配套，并逆轉其巨大的使用慣性。這也有些類似英爾特創(chuàng)始人格魯夫在IT領域提出的10倍速原理，即能夠成功顛覆的新技術一旦出現，基本就是星火燎原、勢不可擋。如汽油車比電動車出現要晚20年，早期技術也更為不成熟，但還是憑借著能量密度高的優(yōu)勢，摧枯拉朽般的替代了電動車。

 

 

 

　　近幾十年雖然各國都在大力推廣電動車，但其占比依然很低，尚不足1%，核心就在于過往的電動車都違反了能量密度提升這個能源變革的主線邏輯。哪怕是最新一代的鋰電池車，其能量密度極值也只有汽油的1/40，行業(yè)自然遲遲無法出現10倍速的改進。但燃料電池的出現卻徹底改變了這一現狀。其以氫氣為原料，基礎能量密度是汽油的3倍，電動機的做功效率還是內燃機的2倍，實際密度是汽油的6倍，優(yōu)勢明顯。而且從人類過去百年的能源進化史看，其本質上就是碳氫比的調整史，氫含量越高，能量密度越高，未來從碳能源轉向氫能源是大勢所趨，因此采用氫能源的燃料電池無疑更能代表歷史發(fā)展的方向，最有望成為下一代的基礎能源。

 

　　機動車性能主要為續(xù)航能力、充電/充氫時間、輸出功率和安全性等。燃料電池能量密度遠高于鋰電池，相應電池容量，快充能力和續(xù)航里程就具備了天然的優(yōu)勢，即使是和鋰電池的頂級豪車Tesla相比也是大幅領先。但其功率密度不高，最大輸出功率取決于輔助的動力電池系統(tǒng)，相應最高時速和百公里加速指標和鋰電池相差不大。為了便于比較，我們下文選取目前主流的2L排氣量汽油車，對應45度鋰電池車和輸出功率100KW燃料電池車作為分析基準。

 

　　能量密度比較

 

　　鋰電池作為蓄電池的一種，是個封閉體系，電池只是能量的載體，必須提前充電才能運行，其能量密度取決于電極材料的能量密度。由于目前負極材料的能量密度遠大于正極，所以提高能量密度就要不斷升級正極材料，如從鉛酸、到鎳系、再到鋰電池。但鋰已經是原子量最小的金屬元素，比鋰離子更好的正極材料理論上就只有純鋰電極，但能量密度其實也只有汽油的1/4，而且商業(yè)化的技術難度極大，幾十年內都無望突破。因此鋰電池能量密度提升受制于理論瓶頸，空間非常有限，最多也就是從目前的160Wh/KG提高至300Wh/KG，即使達到也只有燃料電池的1/120，可謂輸在起跑線上。