當(dāng)然，對(duì)于鋰離子電池來說，也有快速的換電池選項(xiàng)，但是操作性較差，我們?cè)谶@里不予考慮。

 

加氫的時(shí)候速度快當(dāng)然是好事，但是如果加氫網(wǎng)絡(luò)不完善，每次開到加氫站還要兩個(gè)小時(shí)，那么加氫的時(shí)候省下的時(shí)間就意義不大了。在全球范圍內(nèi)，目前還沒有成熟完整的加氫網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)然這背后還需要?dú)錃馍a(chǎn)工廠網(wǎng)絡(luò)和運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)。這幾套網(wǎng)絡(luò)要在任何一個(gè)國家地區(qū)建立起來，一費(fèi)時(shí)間二費(fèi)錢，短期內(nèi)都看不到。

 

相比之下，充電網(wǎng)絡(luò)的建立則要簡單得多?；A(chǔ)的發(fā)電廠和電力傳送網(wǎng)絡(luò)在大多數(shù)國家和地區(qū)都已經(jīng)是現(xiàn)成的了，這就省了不少力氣。特斯拉在中國已經(jīng)初步建立了獨(dú)有的超級(jí)充電樁網(wǎng)絡(luò)，這當(dāng)然和特斯拉執(zhí)行力極強(qiáng)分不開，但是基礎(chǔ)還在于中國的供電網(wǎng)絡(luò)還是很給力的。另外一方面，只要有車位，電動(dòng)車就可以一般的家用電器一樣，在家里完成充電，晚上睡覺前插上就行，便捷性非常高，但是我們無法想象自己能在家里給車加氫。

 

其實(shí)不管是鋰離子電池電動(dòng)車還是燃料電池電動(dòng)車，都面臨新建外部支持網(wǎng)絡(luò)的問題。很多人不買電動(dòng)車，最重要的原因在于充電/加氫不方便，而企業(yè)不愿投資太大建立充電樁和加氫站，原因在于還沒有足夠多的用戶，無法攤薄初期巨大的投資成本。

這就成了一個(gè)經(jīng)典的“先有雞還是先有蛋”的問題，要走出這個(gè)困境，要么有國家力量在解決這個(gè)問題，要么有強(qiáng)有力的企業(yè)推動(dòng)。對(duì)于充電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)來講，這樣的事情已經(jīng)在發(fā)生了，比如中國的國家電網(wǎng)公司在建立全國性充電網(wǎng)絡(luò)，特斯拉也已經(jīng)建立了自己的超級(jí)充電樁網(wǎng)絡(luò)，但是對(duì)加氫網(wǎng)絡(luò)建設(shè)來講，成本要高得多，因?yàn)檫€要首先建立氫氣生產(chǎn)工廠和運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)，另外，我們也沒有看到燃料電池領(lǐng)域出現(xiàn)特斯拉這樣的企業(yè)，能夠不計(jì)成本全力推進(jìn)加氫網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。

 

綜合而言，燃料電池目前在加氫時(shí)間上有巨大的優(yōu)勢(shì)，但是因?yàn)槠浼託渚W(wǎng)絡(luò)支持水平太差，這就足以抹殺加氫時(shí)間這個(gè)優(yōu)勢(shì)。放眼未來，我們也看不到加氫網(wǎng)絡(luò)能夠很快鋪開，因?yàn)槌杀緦?shí)在比充電網(wǎng)絡(luò)高太多，這可能會(huì)是氫燃料電池電動(dòng)車發(fā)展的致命傷。再加上續(xù)航里程大家又差不多，我認(rèn)為雖然加氫的速度快，但是實(shí)際使用綜合便捷性還是鋰離子電池高。

 

環(huán)境友好度

 

保護(hù)環(huán)境是發(fā)展新能源汽車的初心。不忘初心，方得始終。這部分我們來看看燃料電池和鋰離子電池誰對(duì)環(huán)境更友好。

 

首先，我們來看能量來源的可再生性。人類希望擺脫燃油車的一個(gè)初衷是化石能源不可再生，總有用完的一天。那么氫和電是哪里來的呢？會(huì)不會(huì)和汽油一樣也會(huì)用光？

 

發(fā)電的方式多種多樣，我們相對(duì)都比較熟悉，既有煤炭，天然氣，核能這樣的不可再生資源，也有水力，太陽能，風(fēng)力等可再生資源。所以電是可再生還是不可再生，取決于我們的發(fā)電網(wǎng)絡(luò)是如何構(gòu)成的。我們可以通過提高發(fā)電環(huán)節(jié)里可再生資源利用水平，逐步提高電力的可再生性。

 

氫氣又從何而來呢？目前工業(yè)化應(yīng)用的方法主要有兩種，一是通過催化甲烷制氫氣，這一過程中會(huì)排除二氧化碳，對(duì)環(huán)境有負(fù)面影響。另外甲烷也是天然氣的主要成分，屬于不可再生資源；二是通過電解水生成氫氣，這一過程中當(dāng)然又要用到電，而電是否可再生上面已經(jīng)討論過了。

 

回到我們剛才的問題，燃料電池和鋰離子電池所使用的能源是否可再生呢？答案是不一定，但是兩者相比起來，鋰離子電池更勝一籌，因?yàn)闅湟粗苯觼碜圆豢稍偕Y源（天然氣），要么還是要用到電，最多只能做到和鋰離子電池一致。

 

其次，我們要考慮能量的使用效率。車輛的最大功效是將我們從A地運(yùn)送到B地，也就是說車輛是輸出動(dòng)能的，根據(jù)能量守恒定律，我們輸入其他形式的能源，并將其轉(zhuǎn)換為動(dòng)能。這個(gè)轉(zhuǎn)換的過程中，效率越高，對(duì)環(huán)境造成的影響越小，也更具有經(jīng)濟(jì)性。

 

傳統(tǒng)燃油車的能量轉(zhuǎn)換效率約為20%-30%，而電動(dòng)車將電能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能的效率要高很多，優(yōu)勢(shì)非常明顯。我們?nèi)绻槐容^車輛本身的能量轉(zhuǎn)換效率，燃料電池比鋰離子電池效率也更低，氫氣到了車上后再轉(zhuǎn)換為電能，電能再轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，這個(gè)過程約需損耗40%的能量。

 

此外，我們?cè)谶@里也要考慮兩種能量來源在制備，加工和輸送等各個(gè)環(huán)節(jié)所消耗的能量。

 

先看氫氣，前面我們提到過工業(yè)化生產(chǎn)主要有兩種方式可以制氫：催化甲烷和電解水。這兩種方式生產(chǎn)過程中都是需要消耗能量的，分別約占到最終產(chǎn)生氫氣能量的20%和30%。

 

氫氣生產(chǎn)出來了還不能直接應(yīng)用，因?yàn)闅錃馐亲匀唤缰凶钶p的氣體，能量密度非常低，我們需要將溫度降低到-253攝氏度，或者給氫氣施加790個(gè)大氣壓，才能將氫氣轉(zhuǎn)換為液態(tài)，這樣方便運(yùn)輸和利用。當(dāng)然，將氫氣變?yōu)橐簯B(tài)氫本身也需要耗能，如果低溫存儲(chǔ)需要損耗40%的能量，加壓的方法更好一些，也要損耗13%的能量。

 

液態(tài)氫到終端客戶還需要運(yùn)輸，運(yùn)輸要么通過車輛運(yùn)輸，要么通過管道傳輸，不過不管是哪種方法運(yùn)送，也都還需要耗能，這個(gè)過程需要損耗10%到40%不等的能量。

 

所以綜合來看，氫燃料電池在整個(gè)能量轉(zhuǎn)換循環(huán)過程中，鏈條過長，所以損耗也很大。這既不環(huán)保，也不經(jīng)濟(jì)。

 

再看電能。發(fā)電的方式多種多樣，不同發(fā)電方式的能量轉(zhuǎn)換效率也差別很大，我們?cè)谶@里以我國最常見的燃煤火力發(fā)電為例，發(fā)電設(shè)備的效率通常在約40%左右。我國電網(wǎng)傳輸損耗約為6%。在電動(dòng)車上將電能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能效率較高。綜合算下來，鋰離子電池能量轉(zhuǎn)換效率仍然高于燃料電池和傳統(tǒng)燃油車。當(dāng)然，如果發(fā)電過程中應(yīng)用了太陽能，風(fēng)能或者水利發(fā)電，則對(duì)于環(huán)境的友好度更高。

綜合來看，能量使用效率方面，鋰離子電池完勝。氫燃料電池如果氫的來源是天然氣，那么其能量利用效率不大會(huì)高過加氣的內(nèi)燃機(jī)汽車，而如果氫的來源是電解水，并且最后還要再轉(zhuǎn)化成電能輸出，氫在這個(gè)過程中只是起到了暫存能量的功能，而在兩次轉(zhuǎn)化過程中都有損耗，和直接充電用電相比，肯定是不劃算的

 

其實(shí)直接加氣的內(nèi)燃機(jī)車也是個(gè)很環(huán)保的選項(xiàng)，不會(huì)低于氫燃料電池汽車能量使用效率。

 

環(huán)境友好度方面我們還應(yīng)該考慮碳排放，其他污染物排放等話題，不過為了簡單起見，我們?cè)谶@里不去討論了。僅從能量來源的可再生性與能量使用效率兩個(gè)方面來看，鋰離子電池是完勝的，更符合我們發(fā)展新能源汽車的初心。

 

商業(yè)可行性

 

一項(xiàng)新技術(shù)要推廣開來，光是技術(shù)先進(jìn)還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還需要大眾能夠接受，商業(yè)上可行才真正有價(jià)值。這部分我們從系統(tǒng)革命性，產(chǎn)業(yè)鏈基礎(chǔ)，安全顧慮三個(gè)方面來對(duì)比兩種電池的商業(yè)可行性。

 

系統(tǒng)革命性是指新的技術(shù)和原有的體系的差異大小。一般而言，和原有系統(tǒng)差異越大的新技術(shù)，推廣成功的難度越大。從上面的分析我們不難看出，氫燃料電池需要對(duì)現(xiàn)有體系進(jìn)行革命性的變革，需要建立制氫工廠，輸氫管道，運(yùn)輸車輛，和大量的加氫站。相比之下，鋰離子電池汽車對(duì)原有系統(tǒng)改變較小，對(duì)于用戶來講，家里就像多了一臺(tái)家用電器，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)來說，只需要新建一些充電樁，實(shí)施難度要小很多。