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三大弊端无法商业化?美国某杂志给氢燃料电池车判“死刑”太草率!

日期:2022-02-22    来源:国际能源网/氢能汇

能源资讯中心

2022
02/22
09:45
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关键词: 氢燃料电池车 电解制氢设备 锂电池车

北京冬奥会刚刚结束,氢燃料电池车在冬奥会上惊艳亮相的场面仍然历历在目之时,美国《Nature》杂志的一篇论文却将氢燃料电池车批得体无完肤。论点就是“氢燃料电池车存在三大弊端,无法实现商业化。”更为讽刺的是,这篇作者为Patrick Plötz的博士竟然是对发展氢能非常热衷的德国。

要知道德国在2020年6月10日已经公布了《国家氢能战略》根据该战略,德国将在2030年前建成总功率达5 GW的电解制氢设备,并建议在2035年进一步提升至10 GW。

三大弊端到底是啥

根据这位博士的观点,之所以氢燃料电池车无法商业化,是因为氢燃料电池车存在三大弊端。

首先动力电池的技术发展,挤压了氢燃料电池汽车的生存空间。

随着技术的发展,目前主流动力电池,续航突破400公里已经为常态,最新的动力电池,甚至已经突破1000公里;在补能时间方面,800V超冲,可以在15分钟内充电续航200公里。所以氢燃料电池更远的续航、更快的补能优势已经愈发不足;

其次,对比纯电动车的落地速度,全球碳排放的时间表,已经给不了给氢燃料电池汽车足够的时间,来解决成本和技术问题,最终完成商业化;

数据显示,2021年初,全球氢燃料电池汽车保有量仅2.5万辆,加氢站共计约540座。

相比之下,截至今年初,全球纯电动车和插电混动车型的保有量已经达到1500万辆,仅从数据来看,纯电动车已经成为了主流。

此外,全球主要汽车市场,如北美、欧洲和中国,都已经做出了减少碳排放的承诺,以美国和欧洲为例,到2030年碳排放减少至少50%,距今已不到8年的时间,而氢燃料电池车能否利用这段时间完成大规模商业推广,作者持怀疑态度;

欧洲充电桩已经进入兆瓦级 图片来源:NATURE

最后,纯电动车补能网络建设已经具备相当规模,作者认为电动车的补能网络,建立在全球电网基础设施基础之上,也就是说世界上几乎每一个电源插座都是潜在的充电站。而氢燃料电池汽车补能,就需要另起炉灶,不仅成本高昂,在技术方面,氢燃料的储存、运输都还存在问题。

论文论述的内容虽然有很多,简言之就一句话,氢燃料电池车生不逢时,来得太晚,市场已经被锂电池车填满。

锂电池车也有危机

从论文的内容看,作者并没有列出非常明确的数据证明锂电池车和氢燃料电池车成本对比的差异,仅仅从数量做出一个比较粗略的判断,认为锂电池车数量多,氢燃料电池车数量少,所以氢燃料电池车根本没办法与锂电抗衡。

但实际真的是这样么?要知道最近锂电池材料的价格接连上涨, 据上海钢联发布数据显示,部分锂电材料报价2022年2月21日继续上涨,金属锂涨28万元/吨;碳酸锂涨9000元/吨;氢氧化锂涨8500-10000元/吨;电解钴涨8000-9000元/吨。

图片来源:中国锂电网

2022年元旦,电池级碳酸锂价格突破30万元/吨,仅一个多月,价格涨幅已经逼近4成。而对比2021年年初5.5万元的均价,电池碳酸锂价格更是涨幅超6倍。

锂电池价格也会因原材料成本的上升而提高,而且锂电池材料的稀缺性也注定了在锂电汽车数量大幅增长的情况下,其成本是大幅增加的。而人们对于氢能的利用却是有规模越大成本越低的优势,目前氢燃料电池车成本高,主要原因也是数量上还没有能达到经济性的规模。一旦氢燃料电池车规模有几何数量级的增长,其成本优势就会非常明显。

其实锂电池车还有一个回收的问题,从动力电池回收角度看,也存在一定的难题。2021 年为动力电池退役初期,根据此前我国新能源汽车的销量情况来进行测算,以锂电乘用车寿命平均为 5 年计算,到 2030 年,我国的动力电池退役水平预期将有大约 237.3 万吨的动力电池等待回收,而实际有资格参与这个市场的企业数量却少之又少。

动力电池回收拆解面临难题

根据我国工信部所发布的《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》,目前仅有27家左右的企业符合我国电池回收行业标准。一旦到了动力电池回收爆发期,相应的企业还没有成长起来,也会给我们的环境带来很大隐患。很多燃料电池车企不得不背上回收动力电池的重任,这个“全生命周期”的管理,也需让企业额外支出不少成本。这也是锂电池汽车所必须面对的两大危机。

替代还是并行是个问题

对于锂电汽车是否可以霸占全部汽车市场,人们也对论文的说法表示不认可。因为大家对汽车的需求是是多种多样的,在动力电池车刚出现的时候,人们同样抱着批判的态度认为这个产业根本发展不起来,不仅价格比燃油车贵,而且电池续航时间短和充电桩数量少等问题一定会让其在与燃油车的较量上败北的。

若干年的时间过去了,锂电汽车终于登上了交通运输领域的主舞台,但燃油车依然没有彻底被替代,不仅如此,在商用车领域还有一大批天然气汽车占据长途运输的市场。

这时的氢燃料电池车出现了,锂电池车变得紧张了,因为它似乎看到了一个潜在的威胁正在悄然接近,要不顾一切将其粉碎出局。

新旧事物交替亦或并行发展都是有一定规律的,并不是某一方的一厢情愿。曾经的火车替代马车的过程何其漫长,但时至今日,马车并不是彻底消失,它依然存在于某些景区,成为人们观光游览的一项交通工具。

氢燃料电池车和锂电池车本来也不存在谁替代谁的问题。因为从2000年至2015年的十五年间,由工信部、科技部、财政部等国家几大部委在新能源汽车领域已累计投资近200亿元,基本确立了电动汽车“三纵三横”基本技术体系的形成。其中“三纵”包含:燃料电池汽车、混合动力汽车、纯电动汽车;三横囊括:多能源动力总成系统、电机驱动系统和控制单元、动力电池和电池组管理系统。

氢能重卡示范线路频频投运

国家其实早就将燃料电池车和纯电动汽车作为平行并立发展的产业,从国家角度看,并没有希望谁取代谁的意思。只是锂电汽车起步早,得到国家补贴支持更多一些,发展速度要快一些。现在国家意识到氢燃料电池车同样不可偏废,因此各地在政策上也开始支持氢燃料电池车的发展。

不得不说的是,锂电池车再好,充电速度再快,充一次电怎么也得15分钟到半小时,氢燃料电池车的加氢速度一般也就只有5分钟左右,而且锂电低温情况下续航能力差的物理特性改不了,虽然理论上锂电池车只要安装足够多的电池组就能达到1000公里的续航里程,但从现实层面看,其车身重量问题、安全性问题是很难跨越的技术难题。这一点,氢燃料车的加注速度只有几分钟、续航时长和耐低温性能方面,就是具备优势的。

论文中所讲,认为锂电商用车没必要那么长的续航里程,因为各国法律都有规定,长途货运司机开车四个小时左右就需要休息,这时候充电就行,要配上1000公里的续航锂电池有些浪费。

图片来源:央视财经

在我国,货运长途车通常是两位司机轮流开车,一个司机疲劳了,可以换另一位司机继续开,人休息车不休息,才可以最大限度降低货运成本。另外由于长途车安全问题考虑,这种人员配置也是必要的,而如果换成续航只有500公里左右的电动汽车,先不说是不是恰好可以在车辆电量不足的时候及时找到充电桩进行充电,即使每一个服务区都有充电桩,那么他们是不是不需要等候时间就能排上队也很难说。如果在充电时耽误太多时间,会让运输成本大幅提升,运输效率大幅下降,这将影响运输公司的经济效益。

综上所述,Patrick Plötz博士仅凭自己的判断就判了氢燃料电池车无法商业化的“死刑”显得有些武断和草率,因为世界上并不是只有一个国家在发展氢燃料电池车产业,无论是他自己的国家德国,还是以科技领先著称的美国,亦或是中国、日本、韩国、法国等各个国家都在发展氢燃料电池车的战略上有清晰的正向的判断,至于氢燃料电池在汽车领域能否实现商业化,关键我们还要用实践去检验!


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