固態(tài)鋰電池和氫燃料電池二者性能對比
來源：寶鄂實業(yè)
2019-10-27 14:18
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發(fā)展新能源汽車產(chǎn)業(yè)勢在必行
隨著全球能源危機的日益嚴重，以及汽車尾氣排放所造成的環(huán)境污染逐漸引起世界各國的關(guān)注，新能源汽車成為全球汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的焦點。結(jié)合中國國情和汽車行業(yè)的現(xiàn)狀,基于中國汽車產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級,能源結(jié)構(gòu)調(diào)整,緩解環(huán)境壓力和其他三個方面的深度戰(zhàn)略考慮,新能源汽車的發(fā)展已成為必然趨勢。
(一)支持培育支柱產(chǎn)業(yè)，助力中國汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級
作為高技術(shù)含量、高附加值的戰(zhàn)略性支柱產(chǎn)業(yè)，市場格局的變化直接影響到我國國民經(jīng)濟的建設(shè)。在傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，中國由于缺乏核心技術(shù)，嚴重依賴進口，在市場競爭中失去了主動地位。新能源汽車的出現(xiàn)顛覆了汽車這個有著幾百年歷史的傳統(tǒng)概念，這可能是中國改寫全球汽車產(chǎn)業(yè)格局的絕佳機會。目前，國內(nèi)新能源汽車技術(shù)與國外先進水平的差距正在縮小，具有一定的技術(shù)基礎(chǔ)和儲備，因此，新能源汽車將成為建設(shè)制造強國、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的載體。把握新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展機遇，是實現(xiàn)汽車動力向汽車動力跨越的關(guān)鍵舉措。
2. 擺脫對石油的依賴，推進國家能源結(jié)構(gòu)調(diào)整
石油作為一種戰(zhàn)略資源，對一個國家的能源安全至關(guān)重要。隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，中國對石油的需求逐年上升。2018年，中國石油凈進口4.4億噸，對外依存度上升到69.8%。從這個角度看，能源安全已成為我國經(jīng)濟社會發(fā)展的一個全局性、戰(zhàn)略性問題。一旦石油進口受到限制，中國將面臨重大的能源危機。因此，加快調(diào)整我國對石油能源的過度依賴，實現(xiàn)綠色、多元發(fā)展迫在眉睫。據(jù)統(tǒng)計，汽車工業(yè)的油耗約占全國油耗總量的40%，隨著汽車保有量的不斷增長，未來油耗還會進一步增加。發(fā)展新能源汽車可以減少對石油的依賴，促進我國能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，這不僅關(guān)系到我國汽車工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，而且關(guān)系到國家能源安全。
(3)減少汽車尾氣排放，減少環(huán)境危機
近年來，汽車尾氣排放造成的環(huán)境污染日益嚴重。從可持續(xù)發(fā)展和保護地球人居環(huán)境的角度來看，節(jié)能減排已成為時代的必然趨勢。傳統(tǒng)燃料汽車排放的廢氣中含有大量有害氣體和固體顆粒，嚴重威脅著環(huán)境和人體健康。相對而言，新能源汽車可以實現(xiàn)零排放，有效緩解環(huán)境危機。因此，新能源汽車產(chǎn)業(yè)布局對改善生態(tài)環(huán)境具有重要意義。
第二，新能源汽車動力技術(shù)路線各有利弊，應(yīng)用領(lǐng)域各有側(cè)重
隨著固態(tài)鋰電池和氫燃料電池的興起，它們都成為新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要技術(shù)路線。
(一)鋰電池產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)扎實，但固態(tài)電池技術(shù)有待提升
固態(tài)鋰電池技術(shù)是汽車動力電池實現(xiàn)能量密度突破的重要方向。固體電池具有離子電導率高、機械強度高、能量密度高等優(yōu)點。得益于國內(nèi)鋰電池領(lǐng)域原有的技術(shù)積累和產(chǎn)業(yè)資源，可以實現(xiàn)低成本量產(chǎn)。固態(tài)電池安全方面有很大的潛力和能量密度,但很多研究工作要做,來改善電極/電解液界面,固態(tài)電解質(zhì)處理、化學穩(wěn)定性等問題,以彌補缺陷的低溫持續(xù)練習場下降,充電困難和高能源效率的溫度控制系統(tǒng)
(二)氫燃料電池具有明顯的性能優(yōu)勢，但缺乏核心技術(shù)，配套建設(shè)不足
氫燃料電池，另一個發(fā)展分支，在業(yè)界也備受推崇。氫燃料電池具有重量輕、壽命長、能量密度高、充電時間短、續(xù)航里程長、不影響環(huán)境等特點。但其關(guān)鍵部件如質(zhì)子交換膜、催化劑、雙極板等核心技術(shù)長期被國外壟斷，嚴重制約了該行業(yè)的發(fā)展。此外，國內(nèi)制氫、儲氫、加氫的氫能生態(tài)鏈尚未形成，氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不足，短期內(nèi)難以廣泛推廣。
(三)兩種電力技術(shù)路線潛在的應(yīng)用優(yōu)勢不同
國內(nèi)新能源汽車發(fā)展環(huán)境復雜，需求不同，固體鋰電池和氫燃料電池兩種技術(shù)路線各有優(yōu)缺點，面臨著實際應(yīng)用潛力。
在能源分布、氣候、區(qū)域和區(qū)域功能差異等方面，兩種技術(shù)路線都有各自的應(yīng)用。一是國內(nèi)煤炭資源分布不均，近50%的煤炭資源分布在華北地區(qū)，約30%的儲量分布在西北地區(qū)，而華東、西南地區(qū)煤炭資源較少。華北和西北地區(qū)發(fā)電廠的過剩容量可以通過充電樁為固態(tài)鋰電池汽車提供電源，達到替代燃油和提高電能利用的雙重效果。據(jù)統(tǒng)計，2018年我國平均棄風率為7%，主要集中在新疆、甘肅、西藏等地區(qū)。隨著制氫技術(shù)的發(fā)展，這些未利用的資源可以轉(zhuǎn)化為氫氣，儲存在壓縮氣體和液化氫氣中。因此，該地區(qū)豐富的可再生能源為氫燃料電池汽車的發(fā)展提供了獨特的條件。其次，現(xiàn)有的固態(tài)電池技術(shù)不能滿足東北等寒冷地區(qū)的應(yīng)用需求，而氫燃料電池可以作為這些地區(qū)的替代技術(shù)。第三，從區(qū)域條件來看，華東地區(qū)城市分布相對集中，發(fā)展較快，機動車數(shù)量持續(xù)增加，短途交通線路密集，適合發(fā)展固體鋰電池汽車。此外，港口加氫站的集中布局相對容易，可以對?？吭诟劭诘纳逃密囘M行改造，也可以在港口內(nèi)布局氫能產(chǎn)業(yè)。高速公路等沿線服務(wù)區(qū)也方便建設(shè)油氫混合站，建設(shè)城際高速氫能，實現(xiàn)氫加氣站、加氣站、充電站一體化。
根據(jù)車輛的類型和用途，這兩種技術(shù)各有優(yōu)勢。國內(nèi)客車數(shù)量多，行程短，更適合攜帶能量密度高、體積小的固體鋰電池。與氫燃料電池相比，固體鋰電池技術(shù)相對成熟，具有一定的商業(yè)基礎(chǔ)，可以滿足客車和公交車的高需求。商用車、物流車輛和重型卡車需要充足的載客空間和較長的續(xù)航能力。裝載固體鋰電池會占用空間，增加負載，而氫燃料電池本身重量較輕，燃料通過外循環(huán)進入體內(nèi)提供能量，這實際上是長距離重載時替代燃料動力的首選。加氫系統(tǒng)適合集中布置，符合長途、重載車輛集中存放的特點，可大大提高加氫站的利用效率，降低維護成本。
