燃油车早晚被淘汰,氢燃料电池vs锂电池,谁才是新能源大哥
燃油车早晚被淘汰,未来是电动车的天下,而电动车比拼的就是电池,电池领域两个不可忽视的对手就是氢燃料电池和锂电池,氢离子具有天然优势,转化率高,并且安全不会爆炸,在转化过程中也没有任何污染,但现在的市场地位还竞争不过锂电池。
氢燃料汽车可不是通过氢气燃烧,带动车辆跑,而是利用氢能发电再驱动电机行驶,它充能快 5分钟 8百公里 还不用像锂电池一样堆电池。
氢燃料电池最主要的问题是将来加氢站,氢气的运输或者运费问题,运输氢气最便宜的是管道运输,大概是每公斤1块多,但是铺设这些管道需要几亿甚至几十亿,相比于电网建设,已经严重落后,而使用氢罐来运输,氢气太轻了,为了保证运输安全,氢罐又必须做得比较厚,比较重,1辆车拉着10吨货物跑到加氢站,而里面的氢气只有100公斤,或者进一步加压,直接将氢气液化,但是加压液化的过程就消耗了整车氢气的三分之一能量,非常不划算,氢气的制造过程,目前世界超过一半的氢气是通过蒸汽甲烷重整制造出来的,而这个过程中有7%的甲烷被排到大气中,而甲烷对温室效应的影响是二氧化碳的28倍,影响更大,还有一种方法是电解水制氢,而用的电,大多数还是媒电,也是碳排放比较严重,这些都是不符合碳中和的大趋势,,同时加氢站的运营 人工 租金成本也很高。
而锂电池方面,全球前十的企业,我们占了7家,宁德时代和比亚迪更是占据前两名的位置,遥遥领先,而目前三元锂电池能量密度最高,安全性较差,并且镍钴铝或者镍钴锰作为三元,有一定污染,需要将来有完整的回收产业链,但我国特高压输电已经成熟,可以把甘肃等地的清洁能源输往全国各地,电网损耗相对要小很多,我国电网已经很发达了,不需要再额外建设输氢管道,避免重复基础建设。
那有人会说,未来是固态电池的天下,其实固态电池还是锂电池,只是把其中的电解液换成了固体,锂电池之所以会爆炸就是因为特殊的情况下,电解液会发生反应,迅速产生大量的气体,没能及时从排气阀中排出,所以全部换成固体的话,没有电解液就没有这个问题了,并且固态电池可以更进一步提高能量密度,所以锂电池的未来一定是固态电池。
氢燃料电池需要解决的是运输问题,而锂电池需要解决能量密度 安全和电池回收问题,我国已经建成发达的电网系统,似乎预示着更多的清洁能源被输送到全国各地,这些能源可以用来给电动车充电,也能用来制氢,解决源头污染,在没有解决氢燃料运输问题之前,锂电池还是新能源大哥。
氢燃料电池VS锂电池,你更PICK谁?
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中国能建于11月26日公告,为抢抓氢能行业发展的机遇,公司拟投资50亿元设立全资子公司中能建氢能源发展有限公司,统筹引领公司氢能业务发展,打造公司氢能全产业链和一体化发展平台。为实现公司数字化转型和科技强企,打造公司“数字产业发展平台、科技创新孵化平台、数字及科技新兴产业投资平台”三大平台,公司拟投资50亿元设立全资子公司中能建数字科技集团有限公司。在政策推动下,氢能源产业站上风口,各路资本竞相布局。可以说,此次50亿投资氢能源,应该是近期中国最大规模的氢能源单体投资项目了。
随着新能源热度上升,除了氢电,在锂电“赛道”上锂离子电池及相关材料生产研发企业多氟多和中国新能源产业龙头宁德时代作为行业巨头纷纷通过抢资源、扩产能等手段加强布局,就连部分其他行业的巨头“水泥龙头”金圆股份和“纺织巨头”中银绒业也尝试“跨界”分一杯羹,从二级市场表现和有关部门的关注来看,部分企业的锂电版图“扩张”当前还未得到正面反馈。工信部等有关部门也积极行动,进一步加强锂离子电池行业管理、推动行业转型升级和技术进步。
面对当下,新能源赛道上,到底是氢电还是锂电,谁能一骑绝尘?众说纷纭,各巨头各有布局,我们不妨就此展开分析。
氢能作为一种高热量、零污染、储量丰富的能源,也是人类发展的理想能源。然而由于技术难以突破,几十年的时间也没有达到主流使用的水平。如今随着全球加大节能减排和环境保护力度,氢能源再次成为工业和交通领域的宠儿。
如今,越来越多的车企都开始在氢能源路线上发力。现代汽车、起亚汽车、上汽集团、通用汽车都推出了新一代氢燃料电池车。不仅仅是在汽车领域,氢燃料电池技术在其他领域也应用广泛。在韩国,氢燃料电池无人机的续航时间是普通电池的4倍以上。国际氢能协会副主席毛宗强称:充一次气非常快,小车只要三分钟就可以充完,充完一次气能够跑六百公里没问题。
而特斯拉认为氢燃料电池技术“极其愚蠢”,认为这条路走不通,目前主流车厂也大都不约而同迈上锂电之路,似乎氢燃料败局已定。但在国际上越来越多的国家和企业也在争相加码氢能产业。日本川崎重工等七大行业巨头联合组建专项研究项目,开发运输及储藏液化氢气的实用技术。
当然我们也不要过分的将氢能集中到汽车领域,氢能还可用于各种照明、农业生产等领域如在日本川崎市的一家酒店内,氢燃料电池不仅可以照明、加热大型公共浴室,还可以种植蔬菜,为消费者提供美味可口的食物。目前,全球氢燃料电池领域内的专利申请量呈现快速增长的趋势。最新数据显示,截至目前,全球共有3.9万余件氢燃料电池相关的专利申请,中国和美国分别有1.1万余件和1.4万余件,位列该领域的专利申请量前两名。
在我国无论是国家层面战略规划还是地方层面战略规划都更偏向于氢能的发展。据2020氢能产业发展创新峰会发布的《中国氢能产业发展报告2020》预计,到2050年,氢能在交通运输、储能、工业、建筑等领域广泛使用,氢需求量由目前2000多万吨提升至约6000万吨,氢能产业链产值扩大,产业产值将超过10万亿元。2050年氢的终端销售价格将降至20元/kg,加氢站数量达到12000座,氢燃料电池汽车保有量达到3000万辆,固定式发电装置2万台套/年,燃料电池系统产能550万台套/年,全国将进入氢能社会。
另外在地方层面,为了进一步鼓励、支持氢能基础设施建设及燃料电池产业发展,从各地方出台了一系列政策规划和行业标准,鼓励氢能产业链的集群化发展。目前,东部沿海地区、汽车产业强省以及氢气资源充沛的区域有望成为首批示范城市群。京津冀、长三角、珠三角以及川渝地区先后推出氢能产业发展指导意见、行动规划、实施方案等政策文件,对氢燃料电池汽车运营数量、加氢站建设数量、加氢能力、产氢能力提出了明确的目标要求。
虽然有众多的国家和企业也在争相加码氢能产业,但也难掩氢电池劣势,大致可分为几个方面。首先是锂电车可以直接从电网取电,氢能车上路需要制氢,而制氢需要用电。如果采用传统的蒸汽重组或者电解法制氢,能量损失超过30%,虽然最新的离子膜电解法可将能效提升至80%,但锂电池直充的效率是99%,差距明显。
其次,氢气的存储和运输成本相当高。刚刚制取出来的氢气,能量密度是非常低的,要增大密度,主要有两种方式:一是加压,用790倍大气压把氢气压缩到高压罐中,过程中的能量损耗约为13%;二是液化,降温至-253℃,氢气会凝结,过程中的能量损耗极大,约为40%。因此常用方式是加压,但高压罐比液化罐重,这也会损耗一定能量。
最后,氢能的“从油箱到车轮”的能量效率较低。氢燃料电池车加氢之后,氢能转换为电能,转化效率约60%,而锂电车考虑到交流直流的转换,效率约为75%。由于效率和成本问题,氢能车预期使用成本是锂电车的数倍,这也正是绝大部分车厂选择锂电的原因之一。
我国提出,2030年前二氧化碳排放力争达到峰值,2060年前努力争取实现碳中和,这也被称作碳达峰、碳中和“30·60”目标。数据显示,能源领域碳排放占全社会碳排放的90%左右,其中电力行业碳排放又占能源领域碳排放一半左右。能源电力领域也由此成为践行“30·60”战略目标的主战场。因此无论是氢电还是锂电都是在践行国家战略。但作为消费者,你更PICK氢电还是锂电?就见仁见智了。
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