燃料電池原料氫氣在我國(guó)目前最經(jīng)濟(jì)的手段是什么
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-03-17 17:29
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新能源車發(fā)展的一個(gè)重要邏輯就是節(jié)能環(huán)保，這對(duì)我國(guó)無疑更為重要。目前我國(guó)不但空氣污染嚴(yán)重，而且石油進(jìn)口依存度高達(dá)60%，其中85%還要經(jīng)過美國(guó)控制的馬六甲海峽，能源安全已成為我們國(guó)家安全的最大軟肋。因此國(guó)家給予新能源車巨額補(bǔ)貼，一個(gè)重要原因就是為了緩解對(duì)石油的進(jìn)口依存度。那么下文我們就從節(jié)能、環(huán)保和資源約束等方面對(duì)兩者進(jìn)行比較，具體如下：
節(jié)能環(huán)保比較
燃料電池原料氫氣在我國(guó)目前最經(jīng)濟(jì)的手段是煤制氫，鋰電池的原料電力，在我國(guó)也主要來自于煤炭發(fā)電。因此這兩者本質(zhì)上能量都來自于煤炭，碳排放只不過是轉(zhuǎn)移給了上游，因此是否節(jié)能，主要就是看能量轉(zhuǎn)換效率。目前鋰電池車每百公里耗電17度，對(duì)應(yīng)6.8公斤煤炭;燃料電池每百公里耗氫9方，儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)損耗20%，對(duì)應(yīng)煤炭為7.3公斤;汽油車每百公里耗油10L，碳排放相當(dāng)于10公斤煤炭。其實(shí)新能源車的節(jié)能效果都不明顯，其核心價(jià)值還是在于將一次能源消耗從石油轉(zhuǎn)化為我國(guó)儲(chǔ)量豐富的煤炭，緩解了能源安全問題。而從環(huán)?？?，燃料電池幾乎沒有尾氣排放，鋰電池也只有少量排放，全產(chǎn)業(yè)的污染主要集中在上游。但比起處理分散的汽油車尾氣排放，上游的集中治污無疑難度要小很多。綜合而言，燃料電池全產(chǎn)業(yè)鏈的污染最低，基本可以認(rèn)為是最佳的綠色車用能源。
資源約束比較
燃料電池的催化劑要用到貴金屬鉑，市場(chǎng)普遍擔(dān)心其資源約束。2015年鉑全球總需求為270噸，主要下游為汽車尾氣清潔催化劑、首飾、工業(yè)，占比為44%、34%、22%。Mirai單車鉑消耗量約為20g，比汽油車消耗要高10-15g。假設(shè)燃料電池車占全球5%的年產(chǎn)量，年均消費(fèi)增量為56噸左右，看似沖擊很大。但是同樣假設(shè)下，鋰資源的年均消費(fèi)增量為8萬(wàn)噸，對(duì)應(yīng)每年4萬(wàn)噸的產(chǎn)量其實(shí)沖擊更大，這已經(jīng)從今年的鋰礦石價(jià)格暴漲得到側(cè)面證明。而且豐田中期優(yōu)化目標(biāo)為鉑單耗降低75%，并實(shí)現(xiàn)催化劑的鉑回收。上述任何一個(gè)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，鉑資源約束基本就得到解決。
商業(yè)化程度比較
從商業(yè)化程度上看，燃料電池和鋰電池車大體差了5年，現(xiàn)在還處于商業(yè)化的前夕，預(yù)計(jì)爆發(fā)點(diǎn)在2020年左右。目前全球技術(shù)領(lǐng)先的國(guó)家為日本和美國(guó)，尤其是日本在乘用車領(lǐng)域幾乎是一枝獨(dú)秀，2015年量產(chǎn)的Mirai基本達(dá)到了商業(yè)化的入門標(biāo)準(zhǔn)。相比之下，我國(guó)在燃料電池產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)域就建樹寥寥，只有北汽福田和上汽為08年奧運(yùn)會(huì)和10年世博會(huì)生產(chǎn)過燃料電池大客車，還停留在技術(shù)示范階段。但我國(guó)的優(yōu)勢(shì)是經(jīng)濟(jì)體量大，隨著燃料電池技術(shù)的成熟，具備快速追趕的能力。
能源的未來和工業(yè)體系的重構(gòu)
目前全球能量整體還是來自于太陽(yáng)核聚變產(chǎn)生的邊緣能量，總輸出功率為1.8*1013。依照卡爾達(dá)肖夫指數(shù)，還處于行星級(jí)文明的階段。未來要繼續(xù)突破，必然要實(shí)現(xiàn)可控核聚變，唯此才能達(dá)到1016的恒星級(jí)文明起步條件。屆時(shí)1公斤氫的同位素就能產(chǎn)生上億度電力，相當(dāng)于1公斤海水就抵得上300升汽油的能量，水變油也將從夢(mèng)想變成現(xiàn)實(shí)，能量也將不再成為困擾人類發(fā)展的問題。電解水制氫成本將會(huì)極低，可控核聚變+氫能源將成為能源結(jié)構(gòu)的終極組合。石油則可以從燃料這個(gè)低端領(lǐng)域徹底解脫出來，各種石油基原料的成本將會(huì)降至能以想象的程度，也給人類未來工業(yè)體系的重構(gòu)帶來了無限可能，那將會(huì)是一個(gè)非常美好的時(shí)代！
縱觀人類歷史，每一次能源變革都會(huì)帶來整個(gè)工業(yè)體系的重構(gòu)，甚至是全球領(lǐng)導(dǎo)國(guó)家的易主。第一次工業(yè)革命成就了英國(guó)、第二次工業(yè)革命成就了美國(guó)。如果燃料電池車未來能全面替代石油車，則配套石油建立的整個(gè)工業(yè)體系都將被顛覆，發(fā)達(dá)國(guó)家在過去200年內(nèi)燃機(jī)時(shí)代積累起來的技術(shù)優(yōu)勢(shì)的價(jià)值將大幅縮水，這也相應(yīng)給了我國(guó)一個(gè)彎道超車的機(jī)會(huì)。如果我們能夠把握住這個(gè)歷史機(jī)遇，就完全有望成為下一代工業(yè)體系的領(lǐng)導(dǎo)國(guó)家。日本作為最早研發(fā)出鋰電池的國(guó)家，目前卻已基本放棄鋰電池車的研發(fā)，全力猛攻燃料電池，其背后的邏輯很值得我們深思。
節(jié)能環(huán)保比較
燃料電池原料氫氣在我國(guó)目前最經(jīng)濟(jì)的手段是煤制氫，鋰電池的原料電力，在我國(guó)也主要來自于煤炭發(fā)電。因此這兩者本質(zhì)上能量都來自于煤炭，碳排放只不過是轉(zhuǎn)移給了上游，因此是否節(jié)能，主要就是看能量轉(zhuǎn)換效率。目前鋰電池車每百公里耗電17度，對(duì)應(yīng)6.8公斤煤炭;燃料電池每百公里耗氫9方，儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)損耗20%，對(duì)應(yīng)煤炭為7.3公斤;汽油車每百公里耗油10L，碳排放相當(dāng)于10公斤煤炭。其實(shí)新能源車的節(jié)能效果都不明顯，其核心價(jià)值還是在于將一次能源消耗從石油轉(zhuǎn)化為我國(guó)儲(chǔ)量豐富的煤炭，緩解了能源安全問題。而從環(huán)?？?，燃料電池幾乎沒有尾氣排放，鋰電池也只有少量排放，全產(chǎn)業(yè)的污染主要集中在上游。但比起處理分散的汽油車尾氣排放，上游的集中治污無疑難度要小很多。綜合而言，燃料電池全產(chǎn)業(yè)鏈的污染最低，基本可以認(rèn)為是最佳的綠色車用能源。
資源約束比較
燃料電池的催化劑要用到貴金屬鉑，市場(chǎng)普遍擔(dān)心其資源約束。2015年鉑全球總需求為270噸，主要下游為汽車尾氣清潔催化劑、首飾、工業(yè)，占比為44%、34%、22%。Mirai單車鉑消耗量約為20g，比汽油車消耗要高10-15g。假設(shè)燃料電池車占全球5%的年產(chǎn)量，年均消費(fèi)增量為56噸左右，看似沖擊很大。但是同樣假設(shè)下，鋰資源的年均消費(fèi)增量為8萬(wàn)噸，對(duì)應(yīng)每年4萬(wàn)噸的產(chǎn)量其實(shí)沖擊更大，這已經(jīng)從今年的鋰礦石價(jià)格暴漲得到側(cè)面證明。而且豐田中期優(yōu)化目標(biāo)為鉑單耗降低75%，并實(shí)現(xiàn)催化劑的鉑回收。上述任何一個(gè)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，鉑資源約束基本就得到解決。
商業(yè)化程度比較
從商業(yè)化程度上看，燃料電池和鋰電池車大體差了5年，現(xiàn)在還處于商業(yè)化的前夕，預(yù)計(jì)爆發(fā)點(diǎn)在2020年左右。目前全球技術(shù)領(lǐng)先的國(guó)家為日本和美國(guó)，尤其是日本在乘用車領(lǐng)域幾乎是一枝獨(dú)秀，2015年量產(chǎn)的Mirai基本達(dá)到了商業(yè)化的入門標(biāo)準(zhǔn)。相比之下，我國(guó)在燃料電池產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)域就建樹寥寥，只有北汽福田和上汽為08年奧運(yùn)會(huì)和10年世博會(huì)生產(chǎn)過燃料電池大客車，還停留在技術(shù)示范階段。但我國(guó)的優(yōu)勢(shì)是經(jīng)濟(jì)體量大，隨著燃料電池技術(shù)的成熟，具備快速追趕的能力。
能源的未來和工業(yè)體系的重構(gòu)
目前全球能量整體還是來自于太陽(yáng)核聚變產(chǎn)生的邊緣能量，總輸出功率為1.8*1013。依照卡爾達(dá)肖夫指數(shù)，還處于行星級(jí)文明的階段。未來要繼續(xù)突破，必然要實(shí)現(xiàn)可控核聚變，唯此才能達(dá)到1016的恒星級(jí)文明起步條件。屆時(shí)1公斤氫的同位素就能產(chǎn)生上億度電力，相當(dāng)于1公斤海水就抵得上300升汽油的能量，水變油也將從夢(mèng)想變成現(xiàn)實(shí)，能量也將不再成為困擾人類發(fā)展的問題。電解水制氫成本將會(huì)極低，可控核聚變+氫能源將成為能源結(jié)構(gòu)的終極組合。石油則可以從燃料這個(gè)低端領(lǐng)域徹底解脫出來，各種石油基原料的成本將會(huì)降至能以想象的程度，也給人類未來工業(yè)體系的重構(gòu)帶來了無限可能，那將會(huì)是一個(gè)非常美好的時(shí)代！
縱觀人類歷史，每一次能源變革都會(huì)帶來整個(gè)工業(yè)體系的重構(gòu)，甚至是全球領(lǐng)導(dǎo)國(guó)家的易主。第一次工業(yè)革命成就了英國(guó)、第二次工業(yè)革命成就了美國(guó)。如果燃料電池車未來能全面替代石油車，則配套石油建立的整個(gè)工業(yè)體系都將被顛覆，發(fā)達(dá)國(guó)家在過去200年內(nèi)燃機(jī)時(shí)代積累起來的技術(shù)優(yōu)勢(shì)的價(jià)值將大幅縮水，這也相應(yīng)給了我國(guó)一個(gè)彎道超車的機(jī)會(huì)。如果我們能夠把握住這個(gè)歷史機(jī)遇，就完全有望成為下一代工業(yè)體系的領(lǐng)導(dǎo)國(guó)家。日本作為最早研發(fā)出鋰電池的國(guó)家，目前卻已基本放棄鋰電池車的研發(fā)，全力猛攻燃料電池，其背后的邏輯很值得我們深思。
