氫能源電池與鋰電池相比，有哪些優(yōu)勢呢？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-04-22 22:57
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近日，有報道稱，在2019年，有望正式實施針對氫燃料電池汽車的“十城千輛”推廣計劃，其中北京、上海等多個主要城市有望列為發(fā)展城市。隨著氫燃料電池?zé)岫炔粩嗯噬?，再加上國家相關(guān)鼓勵政策的出臺，氫能源能否成為成為固體電池之外的另一個技術(shù)路線？
其實，不少汽車業(yè)內(nèi)人士宣稱，現(xiàn)階段的新能源汽車并沒有我們所想象的零排放，其中，三元鋰電池的原料開采以及后期組裝都將會對環(huán)境造成污染，而從電力構(gòu)成來看，熱電廠依舊占據(jù)了大部分的發(fā)電量，而后期新能源汽車報廢后，其電池回收處理也將對環(huán)境造成影響。因此，不少人表示，現(xiàn)階段的新能源汽車并不是“新能源”。
而從量產(chǎn)的氫能源汽車來看，其綜合續(xù)航在600-700公里之間，能量轉(zhuǎn)化率高達(dá)60—80%，并且排放僅為無污染的水，并且具備其加注時間短、整備質(zhì)量較輕等優(yōu)勢。因此，有人稱氫才是人類社會的終極清潔能源。
從國內(nèi)2018年推出的新能源補(bǔ)貼政策來看，已經(jīng)將氫燃料電池列為補(bǔ)貼對象，顯然，不管是車企還是政策導(dǎo)向，都不愿意在另一條新能源路線上落后對手太多，而從市場來看，國內(nèi)氫燃料電池研發(fā)已經(jīng)有所突破，距離量產(chǎn)已經(jīng)近在咫尺。
而在近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)針對氫燃料電池研發(fā)了一種新的催化劑，解決了氫燃料電池一氧化碳“中毒休克”危機(jī)，延長電池壽命，并大大拓寬了電池使用溫度環(huán)境，有望彌補(bǔ)固體能量電池對于環(huán)境溫度的影響，對于寒冷的北方可謂是一個利好信息了。
既然氫能源優(yōu)勢如此之多，為何面對固體能量電池路線卻節(jié)節(jié)敗退呢？
氫能電池能否快速崛起
想要了解這個問題，我們就要從氫燃料電池根源說起，其實氫燃料電池汽車（FCEV）早在1893年已經(jīng)提出了其技術(shù)路線，在長時間的發(fā)展之中，由于其價格以及材料問題，導(dǎo)致氫燃料電池始終無法大規(guī)模量產(chǎn)，直到2015年，豐田推出了第一款量產(chǎn)車型——Mirai，由此掀開了氫能源的市場之路。
很多人認(rèn)為，氫燃料電池由于成本問題導(dǎo)致的市場化困難，尤其是燃料電池內(nèi)部采用的鉑元素，但從燃料電池使用量來看，100kW的燃料電池系統(tǒng)中使用的鉑含量為41.67g。如果按照500元/g計算，成本約為20833元，相比50萬左右的燃料電池汽車而言，催化劑以及質(zhì)子交換膜都不是市場化阻礙的關(guān)鍵。
NO.2：跨國資本都關(guān)注的人工智能儲能企業(yè)
美國電力儲能解決方案公司Stem成立于2009年，基于人工智能和儲能技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用，致力于降低企業(yè)的電費(fèi)成本，并為電網(wǎng)提供服務(wù)，有助于在用電高峰期間降低電網(wǎng)負(fù)荷。
2018年，Stem獲得ActivateCapital、淡馬錫控股和安大略省教師退休金計劃委員會的8000萬美元D輪融資，目前已累計融資2.95億美元，美國能源部、GEVentures都曾為其注資。
2017年10月，Stem為加州州立大學(xué)安裝了4.2MWh的Powerpack儲能系統(tǒng)，并于2018年1月實現(xiàn)投運(yùn)。儲能項目投運(yùn)后，Stem利用其智能控制軟件Athena自動調(diào)度電池削減校園的用電容量峰值，為用戶月平均節(jié)約9000美元。另外，Stem將該系統(tǒng)納入到其800+個儲能系統(tǒng)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)中，構(gòu)成虛擬電廠，為本地電網(wǎng)提供服務(wù)。
與中國電力市場的固定電價不同，國外大多采用市場化的電力價格，Stem的人工智能平臺Athena允許客戶跟蹤能源價格的波動，從而更有效地使用儲能。
Sonnen最近將市場擴(kuò)展到日本和加拿大，同時創(chuàng)新儲能融資租賃商業(yè)模式，目前在其項目融資池中已經(jīng)獲得了6.5億美元。在這些市場，Stem不僅可以為商業(yè)和工業(yè)客戶提供電池儲能系統(tǒng)和軟件解決方案，以減少對電網(wǎng)電力的需求，電池儲能系統(tǒng)還可用于提供其他可以產(chǎn)生收入或節(jié)省成本的電力服務(wù)，例如輔助電網(wǎng)服務(wù)，或整合現(xiàn)有太陽能自我消費(fèi)。
NO.3：全球領(lǐng)先家用電池儲能公司
Sonnen成立于2010年，是全球領(lǐng)先的家用電池和太陽能儲存解決方案提供商，如今在全球已安裝超3萬套儲能系統(tǒng)，旨在打造能源共享界的Facebook，除了為用戶提供儲能系統(tǒng)，用戶還能通過該公司開發(fā)的能源共享平臺sonnenCommunity來購買電量或銷售多余電量。
2018年Sonnen完成新一輪7100萬美元融資，投資方包括石油和天然氣巨頭殼牌。在此前最近的D輪高達(dá)7600萬歐元的融資中，包括全球第三大風(fēng)機(jī)制造商遠(yuǎn)景能源也都參與進(jìn)來。前投資者中有安聯(lián)資本合伙人前首席執(zhí)行官ThomasPütter、GEVentures、eCapital、SETVentures、慕尼黑創(chuàng)業(yè)合伙人和InvenCapital。
Sonenn如今部署美國、澳大利亞和歐洲等市場，于2018年宣布在南澳州興建電池工廠，利用其培育全球增長最快的屋頂太陽能存儲市場。Sonnen與南澳州政府約定，工廠建成后5年內(nèi)制造約50000個太陽能電池，為建設(shè)虛擬電廠做準(zhǔn)備。Sonnen安裝的電池單元將連接在一起，在電力過剩時消納電力，并在電力短缺時將其回饋電網(wǎng)。
Sonnen表示，其電池系統(tǒng)加太陽能的虛擬電廠可以為家庭用戶節(jié)省80%的電費(fèi)。
N0.4：寧德時代前身、寶馬都看好的鋰離子電池公司
成立于2011年的SilaNanotechnologies專注于改善鋰離子電池的電化學(xué)特性，創(chuàng)造了一種納米復(fù)合材料，通過解決膨脹問題來推動更高能量密度的硅負(fù)極材料的應(yīng)用。
SilaNanotechnologies創(chuàng)始人曾為特斯拉跑車（TeslaRoadster）車型研發(fā)了首批電池。創(chuàng)始團(tuán)隊主要包括特斯拉的前同事AlexJacobs以及佐治亞理工學(xué)院材料學(xué)教授GlebYushin。
SilaNanotechnologies在2018年獲得了7000萬美元的D輪融資，由SutterHillVentures領(lǐng)投，Next47和動力電池巨頭寧德時代前身ATL參投。該輪融資的目的是研發(fā)適用于電動汽車和消費(fèi)電子的硅基鋰電池。
SilaNanotechnologies在去年宣布于年底將首批電池推向市場，其第一代材料將使能源密度提高20%，并最終提高40%，同時也能提高安全性，值得注意的是，它的材料設(shè)計與現(xiàn)有電池工廠制造工藝兼容，可充分利用現(xiàn)有電池產(chǎn)能。
SilaNanotechnologies已經(jīng)與寶馬建立了合作伙伴關(guān)系，將為寶馬提供鋰硅電池。寶馬計劃在2023年將SilaNano生產(chǎn)的電池集成于車輛，以將車輛電池容量提升10%至15%。
NO.5：多家汽車公司背書的電池先進(jìn)材料供應(yīng)商
2018年韓國三星、英國戴森等科技業(yè)巨頭在IonicMaterialsC輪融資中集體向其投資6500萬美元，投資者還包括汽車制造商雷諾、日產(chǎn)、三菱主導(dǎo)營運(yùn)的風(fēng)險投資公司AllianceVentures。
緊接著，去年這家公司還獲得了現(xiàn)代汽車的投資。
IonicMaterials專注于制造一種全新的聚合物來取代當(dāng)今鋰離子電池中的液態(tài)電解質(zhì)。其突破性聚合物是第一種在室溫下完全起作用的固體電解質(zhì)，可與多種電極化學(xué)物質(zhì)相容，以顯著提高電池的安全性、性能和降低生產(chǎn)成本。
這種聚合物的關(guān)鍵特性包括，室溫下高達(dá)1.3mS/cm，鋰離子遷移數(shù)為0.7，可承受高電壓（5伏），可適應(yīng)電池正極的高負(fù)載，彈性模量高，對鋰穩(wěn)定，以及可傳導(dǎo)多種離子。
IonicMaterials是一種平臺技術(shù)，可以加速使用新負(fù)極材料的包括鋰金屬電池、鋰硫電池等的發(fā)展，讓電池產(chǎn)生更高的能量密度和更高的性能，其將作為電池先進(jìn)材料供應(yīng)商將聚合物出售給電池行業(yè)。
其實，不少汽車業(yè)內(nèi)人士宣稱，現(xiàn)階段的新能源汽車并沒有我們所想象的零排放，其中，三元鋰電池的原料開采以及后期組裝都將會對環(huán)境造成污染，而從電力構(gòu)成來看，熱電廠依舊占據(jù)了大部分的發(fā)電量，而后期新能源汽車報廢后，其電池回收處理也將對環(huán)境造成影響。因此，不少人表示，現(xiàn)階段的新能源汽車并不是“新能源”。
而從量產(chǎn)的氫能源汽車來看，其綜合續(xù)航在600-700公里之間，能量轉(zhuǎn)化率高達(dá)60—80%，并且排放僅為無污染的水，并且具備其加注時間短、整備質(zhì)量較輕等優(yōu)勢。因此，有人稱氫才是人類社會的終極清潔能源。
從國內(nèi)2018年推出的新能源補(bǔ)貼政策來看，已經(jīng)將氫燃料電池列為補(bǔ)貼對象，顯然，不管是車企還是政策導(dǎo)向，都不愿意在另一條新能源路線上落后對手太多，而從市場來看，國內(nèi)氫燃料電池研發(fā)已經(jīng)有所突破，距離量產(chǎn)已經(jīng)近在咫尺。
而在近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)針對氫燃料電池研發(fā)了一種新的催化劑，解決了氫燃料電池一氧化碳“中毒休克”危機(jī)，延長電池壽命，并大大拓寬了電池使用溫度環(huán)境，有望彌補(bǔ)固體能量電池對于環(huán)境溫度的影響，對于寒冷的北方可謂是一個利好信息了。
既然氫能源優(yōu)勢如此之多，為何面對固體能量電池路線卻節(jié)節(jié)敗退呢？
氫能電池能否快速崛起
想要了解這個問題，我們就要從氫燃料電池根源說起，其實氫燃料電池汽車（FCEV）早在1893年已經(jīng)提出了其技術(shù)路線，在長時間的發(fā)展之中，由于其價格以及材料問題，導(dǎo)致氫燃料電池始終無法大規(guī)模量產(chǎn)，直到2015年，豐田推出了第一款量產(chǎn)車型——Mirai，由此掀開了氫能源的市場之路。
很多人認(rèn)為，氫燃料電池由于成本問題導(dǎo)致的市場化困難，尤其是燃料電池內(nèi)部采用的鉑元素，但從燃料電池使用量來看，100kW的燃料電池系統(tǒng)中使用的鉑含量為41.67g。如果按照500元/g計算，成本約為20833元，相比50萬左右的燃料電池汽車而言，催化劑以及質(zhì)子交換膜都不是市場化阻礙的關(guān)鍵。
NO.2：跨國資本都關(guān)注的人工智能儲能企業(yè)
美國電力儲能解決方案公司Stem成立于2009年，基于人工智能和儲能技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用，致力于降低企業(yè)的電費(fèi)成本，并為電網(wǎng)提供服務(wù)，有助于在用電高峰期間降低電網(wǎng)負(fù)荷。
2018年，Stem獲得ActivateCapital、淡馬錫控股和安大略省教師退休金計劃委員會的8000萬美元D輪融資，目前已累計融資2.95億美元，美國能源部、GEVentures都曾為其注資。
2017年10月，Stem為加州州立大學(xué)安裝了4.2MWh的Powerpack儲能系統(tǒng)，并于2018年1月實現(xiàn)投運(yùn)。儲能項目投運(yùn)后，Stem利用其智能控制軟件Athena自動調(diào)度電池削減校園的用電容量峰值，為用戶月平均節(jié)約9000美元。另外，Stem將該系統(tǒng)納入到其800+個儲能系統(tǒng)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)中，構(gòu)成虛擬電廠，為本地電網(wǎng)提供服務(wù)。
與中國電力市場的固定電價不同，國外大多采用市場化的電力價格，Stem的人工智能平臺Athena允許客戶跟蹤能源價格的波動，從而更有效地使用儲能。
Sonnen最近將市場擴(kuò)展到日本和加拿大，同時創(chuàng)新儲能融資租賃商業(yè)模式，目前在其項目融資池中已經(jīng)獲得了6.5億美元。在這些市場，Stem不僅可以為商業(yè)和工業(yè)客戶提供電池儲能系統(tǒng)和軟件解決方案，以減少對電網(wǎng)電力的需求，電池儲能系統(tǒng)還可用于提供其他可以產(chǎn)生收入或節(jié)省成本的電力服務(wù)，例如輔助電網(wǎng)服務(wù)，或整合現(xiàn)有太陽能自我消費(fèi)。
NO.3：全球領(lǐng)先家用電池儲能公司
Sonnen成立于2010年，是全球領(lǐng)先的家用電池和太陽能儲存解決方案提供商，如今在全球已安裝超3萬套儲能系統(tǒng)，旨在打造能源共享界的Facebook，除了為用戶提供儲能系統(tǒng)，用戶還能通過該公司開發(fā)的能源共享平臺sonnenCommunity來購買電量或銷售多余電量。
2018年Sonnen完成新一輪7100萬美元融資，投資方包括石油和天然氣巨頭殼牌。在此前最近的D輪高達(dá)7600萬歐元的融資中，包括全球第三大風(fēng)機(jī)制造商遠(yuǎn)景能源也都參與進(jìn)來。前投資者中有安聯(lián)資本合伙人前首席執(zhí)行官ThomasPütter、GEVentures、eCapital、SETVentures、慕尼黑創(chuàng)業(yè)合伙人和InvenCapital。
Sonenn如今部署美國、澳大利亞和歐洲等市場，于2018年宣布在南澳州興建電池工廠，利用其培育全球增長最快的屋頂太陽能存儲市場。Sonnen與南澳州政府約定，工廠建成后5年內(nèi)制造約50000個太陽能電池，為建設(shè)虛擬電廠做準(zhǔn)備。Sonnen安裝的電池單元將連接在一起，在電力過剩時消納電力，并在電力短缺時將其回饋電網(wǎng)。
Sonnen表示，其電池系統(tǒng)加太陽能的虛擬電廠可以為家庭用戶節(jié)省80%的電費(fèi)。
N0.4：寧德時代前身、寶馬都看好的鋰離子電池公司
成立于2011年的SilaNanotechnologies專注于改善鋰離子電池的電化學(xué)特性，創(chuàng)造了一種納米復(fù)合材料，通過解決膨脹問題來推動更高能量密度的硅負(fù)極材料的應(yīng)用。
SilaNanotechnologies創(chuàng)始人曾為特斯拉跑車（TeslaRoadster）車型研發(fā)了首批電池。創(chuàng)始團(tuán)隊主要包括特斯拉的前同事AlexJacobs以及佐治亞理工學(xué)院材料學(xué)教授GlebYushin。
SilaNanotechnologies在2018年獲得了7000萬美元的D輪融資，由SutterHillVentures領(lǐng)投，Next47和動力電池巨頭寧德時代前身ATL參投。該輪融資的目的是研發(fā)適用于電動汽車和消費(fèi)電子的硅基鋰電池。
SilaNanotechnologies在去年宣布于年底將首批電池推向市場，其第一代材料將使能源密度提高20%，并最終提高40%，同時也能提高安全性，值得注意的是，它的材料設(shè)計與現(xiàn)有電池工廠制造工藝兼容，可充分利用現(xiàn)有電池產(chǎn)能。
SilaNanotechnologies已經(jīng)與寶馬建立了合作伙伴關(guān)系，將為寶馬提供鋰硅電池。寶馬計劃在2023年將SilaNano生產(chǎn)的電池集成于車輛，以將車輛電池容量提升10%至15%。
NO.5：多家汽車公司背書的電池先進(jìn)材料供應(yīng)商
2018年韓國三星、英國戴森等科技業(yè)巨頭在IonicMaterialsC輪融資中集體向其投資6500萬美元，投資者還包括汽車制造商雷諾、日產(chǎn)、三菱主導(dǎo)營運(yùn)的風(fēng)險投資公司AllianceVentures。
緊接著，去年這家公司還獲得了現(xiàn)代汽車的投資。
IonicMaterials專注于制造一種全新的聚合物來取代當(dāng)今鋰離子電池中的液態(tài)電解質(zhì)。其突破性聚合物是第一種在室溫下完全起作用的固體電解質(zhì)，可與多種電極化學(xué)物質(zhì)相容，以顯著提高電池的安全性、性能和降低生產(chǎn)成本。
這種聚合物的關(guān)鍵特性包括，室溫下高達(dá)1.3mS/cm，鋰離子遷移數(shù)為0.7，可承受高電壓（5伏），可適應(yīng)電池正極的高負(fù)載，彈性模量高，對鋰穩(wěn)定，以及可傳導(dǎo)多種離子。
IonicMaterials是一種平臺技術(shù)，可以加速使用新負(fù)極材料的包括鋰金屬電池、鋰硫電池等的發(fā)展，讓電池產(chǎn)生更高的能量密度和更高的性能，其將作為電池先進(jìn)材料供應(yīng)商將聚合物出售給電池行業(yè)。
