氢燃料电池与锂电谁将主宰未来新能源车赛道?

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发表时间:2022-04-03 01:34:12 更新时间:2022-07-07 00:43:27

楼主:qiannao01  时间:2022-04-02 17:34:12





氢能与电能的利用都有超过百年历史,1839年世界上第一个相当逆式电解水的燃料电池就诞生了,所以,严格来讲氢与电都不能说是新型能源,“新”是说它们的生产方式与更高效利用。氢能与电能作为二次能源,它们也不是对传统化石能源的取代,取代的是获取氢能与电能的技术。


但无论以生产还是利用来说,电能相较氢能都具有明显的优势,而未来也必定是电磁能的世界,氢能汽车未来也只是能源利用多元化的一个补充,纯电动车无疑才是真正的未来。因为一个多世纪来,科技巨大的进步很大程度上是围绕着电磁技术的发展,如果说工业革命是机械部分替代手工,没有电,精密制造就无从谈起,那就不是汽车点火要手摇、夜间行车打着煤气灯了这么简单了,没有计算机工业辅助设计、自动化控制技术与信息技术应用,工业生产效率也会低得多,低到让你难以想像,工业机器人与精密机床也不会有,更不要说由计算机带来计算、模拟、数据挖掘这些新科学研究范式的诞生,所以说电磁能本身带有天然的未来属性,如果说有一种新的能量可以挑战电磁能属性,那唯一不确实的就是光量子能。

说了一通电磁能的未来属性,氢电(氢燃料电池)与锂电都是电池,本质上只是储能方式的不同,氢电相对于化学储能的锂电对环境友好,有更优越的储能密度,为什么我反而就不看好氢电呢?因为氢电的储能方式是硬生生的将电磁能的优越未来属性拉低到了传统能源属性,完全是脱裤子放屁——多此一举,即使不考虑氢电汽车生产制造成本的问题,就算未来技术突破降到锂电池汽车成本线下,它最多可能只是补充,无法担纲主力。

氢能看上去是很清洁,但氢气的制取要耗能,所以也不清洁,目前规模制氢有很多方法,化学方法和电解水技术是主流,氢气是氯碱化工的副产品,氯碱化工本身是高能耗高污染企业,另外就是所谓绿氢,以光伏垃圾电制氢作为新型储能工具,但是,直接用电显然更节能,这只是当前电网遇到的问题,不是光伏电本身的问题,未来技术进步完全可以解决“消纳”垃圾电,还有就是电力市场化改革也能优化利用,比如现在大力建设的抽水蓄能电站,还有正在试验电动汽车智能联网充电,自动监测电网用电负荷实现充放电,不仅让车主创收,还能让电网运行更平稳,以我国近4亿量汽车保有量来算,假使十分之一是续航电动车在夜间联网充电,就可以消纳20-30亿度波谷电,而且更大容量动力电池及更高的电动汽车普及率,消纳那点垃圾电不仅不是问题,关键是电网的建设与科学调度,解决是基础建设,到时恐怕是没有便宜的垃圾电让车主用。

氢燃料电池储能方式注定了它属于传统能源,而不是新能源,高压储存与运输都不方便,安全性挑战巨大,温岭槽罐车爆炸至今还让人心有余悸,液氢爆炸的威力就更大了,所以氢气的储运成本反而比传统燃料还要高,加油站漏点汽油在地面上是可见的,少量漏油不会发生爆燃,有灭火的时间,氢气在空气中遇到明火是秒爆,又无色无味看不见,加注氢气也就比加油需要更高安全保障。




氢燃料电池理论热效率利用可以接近100%,但实际利用率在45%~60%,比起锂电池已经实现99%以上的充放电效率低多了。

锂电虽然现在有一些技术痛点,如充电慢、电池自燃、储能密度不够,但这些未来都有望通过技术迭代解决。实际上锂电池进步有目共睹,相比燃油车过去100年里内燃机热效率也几无提升,锂电池仅用不到10年锂电池储能密度就增加了近3倍,充电效率提升了6倍有余,技术进步是驱动电动汽车规模商业化的主因,已有一些研究展望不远的未来,固态锂电池有希望在现在储能密度基础上实现10倍提高,随着传统汽车大厂相继加入电动新能源车竞争,蓝海已经在眼前,相信动力电池技术演进还会加快。

而电磁能的优点是显而易见的,一根导线全球毫秒通达,甚至可以远距离无线传输,如果未来实现常温超导传输将接近零损耗,未来电动汽车也许并不需要电池,只需要一个超级电容就可以了,彻底解决电池的痛点,电容储能充电快、放电性能好、更长循环使用寿命、更大环境温度使用区间,彻底解决化学储能的污染问题。在超导技术加持下,秒速充电就可以续航数千公里,甚至行驶中实现利用路肩的基站电磁波无接触充电。

楼主:qiannao01  时间:2022-04-02 17:53:48
氢燃料电池汽车利用了氢发电驱动电机,但它不属于电动汽车,氢气内燃机的热效率就更低了,更没有竞争力。
楼主:qiannao01  时间:2022-04-02 19:04:22
全球汽车工业直接产值就超过30万亿,中国汽车市场也是数万亿规模的大市场,德日最大制造业企业就是6大汽车品牌厂商,如果中国能抓住电动新能源车对传统汽车替换机遇实现湾超车,那中国才可以说真正迈入全球一流工业强国,汽车制造业产业链之长,带动的相关制造业产业规模之巨大是任何单一产业都无法比拟的,就以高端机床与自动化机器产业来讲,它们也是依附汽车工业而存,所以德日在这两个关键制造业领域也是全球最强,相比于消费电子,汽车属于许多家庭与个人资产配置除房产外的大头,更新换代周期也比消费电子更长,如果站上产业链的顶端树立品牌影响,就能成为稳定国民经济的基石。
楼主:qiannao01  时间:2022-04-02 19:15:44
韩国的崛起与汽车工业的崛起不无关系,甚至对韩国船舶工业与大化工起到了支撑,现代重工、大宇造船、三星重工这三大船企都是造车起家的,三星汽车也曾经辉煌过,97年亚洲金融危机中,三星以2倍于资产的负债率濒临倒闭,为自救不得不出售汽车业务。
楼主:qiannao01  时间:2022-04-03 17:38:28
@嘀嘀修车2019 2022-04-03 15:02:24
锂电和燃料电池虽然是不同的技术路径,但两者都实现碳中和的主流能源方案,可以放在一起对比。终极能源是谁可以从两个角度去评估,一是能源利用效率,二是能源密度。前者决定了成本优势,后者决定了应用场景广泛性。
一、能源利用效率和能量密度的不同
1. 能源利用效率
锂电池和燃料电池都是利用电,但锂电池是直接用电,而氢还需要通过电转化而来,因此氢作为二次能源,能量利用效率肯定是低的。如下图氢燃......
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液氢的能量密度32kWh/kg只是理论上的,汽油也能达到12.8kWh/kg,所以液氢能量密度也只是相当于汽油的2.5倍,如果把高压储存、催化剂及整个系统算进去,它的能量密度还不如汽油,因为液氢储罐比装的液氢可重多了, 只是燃料电池汽车的能量转化效率比汽油机高而已。
锂电达到300Wh/kg只是现在已经做到的储能密度,它既不是锂电池的本身能量密度,也远不是储能密度上限。
楼主:qiannao01  时间:2022-04-03 19:12:58
氢燃料电池汽车行驶安全是很大的问题,一但储氢罐破裂,即使没有氢气燃烧爆炸,几百个大气压也把车子炸得粉碎,车胎只有几个气压,爆炸威力都不小了,液化气钢瓶不到10个气压,日本还统一标准要压缩到700个大气压,到时一辆车爆炸整条街都遭殃。
楼主:qiannao01  时间:2022-04-04 20:40:28
比亚迪已经率先成为全球第一个放弃燃油车生产的汽车企业,似乎坚定了电动新能源车这条赛道,欧洲挪威新能源车渗透率已经达到90%,各大汽车企业也将传统燃油车退出的时间表提前
楼主:qiannao01  时间:2022-04-04 23:17:42
@ty_就这样吧823 2022-04-04 23:01:24
让时间和市场验证吧!
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中国多家车企都把停产燃油车的时间表定在了2025年,也就是三年后。

楼主:qiannao01  时间:2022-04-05 00:07:03


日企还是相对保守,
楼主:qiannao01  时间:2022-04-05 10:15:55
在长达250万年的长河中,每一次动力的变革,都会开启一个人类发展的新纪元,锂电池技术的进步使电动新能源车走向了全面替代燃油车的临界点,翻过去就是一片坦途。
从各大车企的反应来看,已经由最初的漠视→质疑→茫然→可信→确信→焦虑→慌神→疾走,就连一向不慌不忙的日本车企也着急忙慌了,已经彻底对压注氢燃料电池失去了信心,纷纷与中国动力电池厂商合作,甚至到了慌不择路,宁德时代与比亚迪都名花有主,实在没有多余心思玩暧昧,一幅爱搭不理的样子,只能找二三线电池品牌合作,
楼主:qiannao01  时间:2022-04-05 12:39:02
到2025年全球动力电池产能将超2000GWh,是目前年装机水平的6倍,考虑到长续航大容量电池增加,到2025年新能源电动车产量也都将提升4倍以上,也就是每年2000万辆以上,全球新能源车渗透率将达到三成。
楼主:qiannao01  时间:2022-04-05 23:53:27
传统燃油车企转身,预示着电动时代真正来了,再也不用质疑。
楼主:qiannao01  时间:2022-04-15 13:55:38
通用汽车和本田牵手了。这两家汽车工业的代表,在电动化上表了态,要合伙搞电动车。

“着急了,通用一直很着急,本田今年开始尤为着急”,很多人都这么说。

着急的原因,不难理解。何小鹏的话来说,“2024年是这轮科技造车风口的最后窗口期”,所有人都在想尽办法往前冲。在比亚迪暂停了燃油车之后,电动化赛道的急迫感更明显了。

在电动化上还没有太大起色的通用和本田,没有太多的时间慢慢摸索了。“2023-2025年是智能汽车的关键节点”,掌门人玛丽·博拉非常清楚地知道,到了2023年如果还不能掌握一些产品优势,那将意味着“第三次危机”的来临。
楼主:qiannao01  时间:2022-04-29 13:36:17
日本经济产业省(METI)也着急了,近日表示,未来日本将以中韩两国为目标,大力发展新能源和电池产业,计划到2030年将日本电池产能提升至600GWh,占据全球20%的市场份额。

全球动力电池装机量最高的前十家企业大多来自中国和韩国,其中共有6家中企、3家韩企、1家日企。

日本电池企业松下位列全球动力电池装机量第三名,仅次于中韩两国两大动力电池巨头宁德时代和LG新能源。该企业去年的装机量为36.1GWh,市场占有率为12.2%,相比2020年下降超过6个百分点。日资企业的市场占有率整体呈下降趋势,低于市场平均水平。
楼主:qiannao01  时间:2022-05-06 11:29:50
@下雨河 2022-05-06 09:57:58
楼主可能忘记了一件事情,锂电池的原料-锂,在地球上的储量是有限的,现在已经出现了危机,闹锂荒了,价格已经涨了好几倍了,而氢能源在地球上可以说是取之不尽用之不竭的,锂电现在只不过是抢蛋糕的手段罢了,注定只是昙花一现
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我说的是锂电相对氢燃料电池更有前景,而电磁能是终极能源。

哪怕核电、水电、风光电、煤电最终都以转化成电磁能来使用,其实锂虽不可再生,但储量100年里没有枯竭风险,因为已经探明的锂资源就够人类使用100年,后续肯定还会有更多发现,此外海水中有锂,估计有2300亿吨,如果技术进步也可以提取利用,甚至用之不竭。

现在碳酸锂价格暴涨并不是因为资源稀缺,而是短期产能跟不上,中国已经启动青藏高原盐湖提锂战略,盐湖锂占我国锂资源量大头,到现在为止几乎没怎么开发,开发出来将减少中国锂资源对外依存度。


楼主:qiannao01  时间:2022-05-07 15:51:14
中国应该进一步加强煤炭主体能源地位,以煤电、煤化油替代石油进口,通过机动车电气化减少对石油产品依赖。

截止2021年,中国煤炭预估储量6.7万亿吨,探明储量1万亿吨,以43亿吨的年消费量计算,可供中国使用1000多年,事实上以上预估储量仍然是相对保守的,中西部很多地方勘探率很低,仅新疆煤炭预估储量就有2.8万亿吨,随着勘探深入预估资源储量料想还会大幅增提升,放着这么多煤炭不用,花费大量金钱进口能源对进入工业化时间短的中国十分不利,不利于中国完成国民财富积累与产业技术升级。

合理高效利用煤炭不仅不会增加环境污染,反而大大降低污染,现在中国技术成熟的超超临界燃煤发电机组生产一度电只需要250克煤,相当于电动车百公里电耗不到3公斤煤,电网输电充电损耗很小,而1.6排量燃油车百公里需要12-15升石油(按原油提炼50%汽柴油),这里还没算炼油本身的能耗,一对比就知道哪个污染更严重了,以电能作为二次能源主体就能够大大减少对环境污染。

其实,中国能源需求也越来越接近临界值,往后需求增长空间不大,作为世界工厂,中国能源需求公摊了全球制造业转移的能源消耗,进入后工业化社会,这一块能源消耗自然会减少,所以我们更应该在进入后工业化社会前再努力把制造业基础能力提升一把,以为制造向智造转型提供足够的物质与技术积累。



楼主:qiannao01  时间:2022-05-07 16:06:13

如果中国所以燃油车乘用车都替换成电动车,那么中国就完全不需要进口一滴原油,2021年中国汽车保有量3亿台,消耗成品油3.42亿吨,也就是需要近7亿吨原油来提炼,同年进口原油5.06亿吨,这就是说如果油车换电车,中国自产原油不仅用不完,还能对外出口2亿吨原油,当然,石化除了提炼成品油还有其它化工产品,我们不出口原油就可以出口成品油。

如果中国的燃油车全面替换成电车,那电车夜间充电也能大大减少发电企业在电网波谷时损耗浪费。
楼主:qiannao01  时间:2022-05-21 17:23:23
有些人觉得动力电池里各种金属属于稀缺资源,其实是多虑了。

动力电池里除锂比较稀缺外,其它几种金属并不稀缺,只是短期需求剧增暂时产能跟不上而已,比如爆炒的镍是地球上第5大元素,根本不缺。

而且现在三元锂电池拆解回收率可达99%,所以现在大家都抢着回收旧电池,甚至出现旧电池比新电池贵的现象,央视2套近期就报道过,所以未来动力电池到达顶峰就可以通过回收保持大体供应平衡,怕是采矿业盲目扩产,到时产能严重过剩。

另外全球探明锂资源储量约1.4亿吨,而2021年需求量才10万吨金属锂,所以即便将来需求增加十倍,每年100万吨金属锂,那探明的储量也够人类使用140年,还有回收呢,所以根本无需担心锂资源不够用,全球锂资源总储量显然也远远不止现在探明的这点。
楼主:qiannao01  时间:2022-06-06 19:07:12
动力电磁化变革趋势已经很明显了,重载卡车和矿山机槭也开始应用电驱动,象我国许多特型船舶虽然使用油作为初始能源,但在驱动方式与系统控制上都走向全电力,比如天鲲号绞吸船,雪龙2号极地破冰科考船、中太6远洋金枪鱼围网船都是全电力驱动,这样大大减少机械齿轮与传动结构,大大减少了空间和机械故障率。
楼主:qiannao01  时间:2022-06-17 15:37:04
超级电容汽车已经商了,

2020年上海市种子中心城区的5条主要线路新增了89辆新型公交车,这些公交车虽然看似平平无奇,实则大有乾坤。因为它可以利用乘客在停靠站上下车的时间空隙里进行迅速充电。

这到底是什么原理?央视节目《透视新科技》给我们带来解答。

原来这些公交车的动力不是普通的蓄电池或者燃料电池,而是一种新型的超级电容器,这种超级电容器最大的特点就是一分钟就可以充满电,并且它的续航里程可以达到10-15千米,真不愧称得上是“超级”二字。

广州黄埔区有轨电车1号线开通运营

这条线路采用“超级电容”供电装置技术,线路系统超级电容单体容量达9500法拉,为目前国内技术最为成熟、性能最为可靠的超级电容。车辆达到站点时,在乘客上下车间隙,车辆就自动完成充电,用时不到30秒,一次充电可以行驶30公里。

近几年,有关石墨烯超级电容取得突破消息很多,电容材料储能密度已经达到了锂电池的1/4,因为电容是非化学储能,所以即使电容损坏泄漏也不会对环境造成危害,另外还有充电放电次数提高十倍以上,比汽车全使用周期时间还要长,未来旧车电容都可以回收用于新车。

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