鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：958次 | 2022年03月29日
什么是氫燃料動(dòng)力鋰電池？氫燃料動(dòng)力鋰電池能否顛覆鋰離子電池？
鋰離子電池生產(chǎn)技術(shù)成熟、產(chǎn)業(yè)鏈完善、可以批量化生產(chǎn)且生產(chǎn)成本低，正處于規(guī)模效應(yīng)擴(kuò)大階段。而氫燃料動(dòng)力電池制造難度較大，關(guān)于質(zhì)子交換膜、關(guān)鍵材料催化劑、雙極板等技術(shù)要求高，這些關(guān)鍵技術(shù)重要掌握在美國(guó)、歐洲、日本手中。
從時(shí)間上來(lái)看，氫燃料動(dòng)力電池只要320分鐘；而鋰離子電池充電時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，大概要30分鐘3個(gè)小時(shí)。
從續(xù)航里程來(lái)看，氫燃料動(dòng)力電池輕易可達(dá)600km以上，且提升空間大。而鋰離子電池的續(xù)航里程為400km左右，續(xù)航里程易受環(huán)境溫度制約，且會(huì)出現(xiàn)鋰離子電池老化現(xiàn)象。
從質(zhì)量能量密度上來(lái)看，鋰離子電池能量密度為90到140Wh/kg，三元鋰離子電池理論能量密度是300到350Wh/kg。氫燃料動(dòng)力電池作為一種發(fā)電裝置，能量密度遠(yuǎn)高于鋰離子電池，目前能達(dá)到600Wh/kg，理論上限是1到2萬(wàn)Wh/kg，提升空間巨大。
成本角度
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
目前國(guó)內(nèi)氫燃料動(dòng)力電池制造產(chǎn)業(yè)鏈基本處于空白狀態(tài)，難以實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)，從而新增成本；除此之外，建設(shè)一座加氫能力大于200公斤的加氫站成本在1000多萬(wàn)元以上，雖然國(guó)家出臺(tái)了對(duì)符合國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)且日加氫能力不少于200公斤的新建燃料動(dòng)力電池車(chē)加氫站，每站獎(jiǎng)勵(lì)400萬(wàn)元的扶持政策，但高昂的建設(shè)成本還是讓人望而卻步。
此外，兩者也都存在一定的安全問(wèn)題。鋰離子電池存在過(guò)充過(guò)放的問(wèn)題，碰撞時(shí)電解液泄露容易起火；氫燃料動(dòng)力電池儲(chǔ)氫罐要密封，加氫時(shí)氫氣泄露容易引起燃燒，碰撞時(shí)容易氫氣泄露。
雖然我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展起步晚，但我國(guó)高度重視氫燃料動(dòng)力電池汽車(chē)的發(fā)展，在《我國(guó)制造2025》明確提出了燃料動(dòng)力電池汽車(chē)及其關(guān)鍵部件的技術(shù)路線(xiàn)圖，對(duì)燃料動(dòng)力電池關(guān)鍵材料的研發(fā)提出了技術(shù)目標(biāo)；隨后2016年十一月二十九日，國(guó)務(wù)院印發(fā)《十三五國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，提出燃料動(dòng)力電池汽車(chē)要產(chǎn)業(yè)化，到2020年要實(shí)現(xiàn)燃料動(dòng)力電池車(chē)批量生產(chǎn)和規(guī)?；痉稇?yīng)用。目前，國(guó)內(nèi)已形成整車(chē)、燃料動(dòng)力電池電堆和系統(tǒng)的技術(shù)體系，具備小規(guī)模產(chǎn)業(yè)化條件。2018年，我國(guó)氫燃料動(dòng)力電池汽車(chē)?yán)塾?jì)生產(chǎn)1619輛，加氫站已建成12座，在建20座。國(guó)家將持續(xù)加大對(duì)燃料動(dòng)力電池研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的支持力度，開(kāi)展關(guān)鍵材料催化劑、質(zhì)子交換膜、雙極板等關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)工作，提高電堆產(chǎn)品的性能和壽命，降低成本。
目前鋰離子電池和燃料動(dòng)力電池是有望替代石油車(chē)的主流技術(shù)，兩者各有優(yōu)勢(shì)，均有巨大的進(jìn)步空間。若鋰離子電池能提升其能量密度，優(yōu)化循環(huán)使用壽命，會(huì)更具競(jìng)爭(zhēng)力；氫燃料動(dòng)力電池的核心技術(shù)、車(chē)輛和加氫站建設(shè)的巨大成本、安全等問(wèn)題依然是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的巨大瓶頸。從環(huán)保性和可持續(xù)發(fā)展的角度看，氫燃料動(dòng)力電池比鋰離子電池更加有發(fā)展前景，但從短時(shí)間的經(jīng)濟(jì)效益來(lái)看，發(fā)展鋰離子電池比氫燃料動(dòng)力電池更具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
一、氫燃料動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
IP67防水，充放電分口 安全可靠
標(biāo)稱(chēng)電壓：28.8V
標(biāo)稱(chēng)容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
1.基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)
工信部2016年制定的《節(jié)能與新能源汽車(chē)技術(shù)路線(xiàn)圖》，規(guī)劃到2020年實(shí)現(xiàn)5000輛規(guī)模在特定地區(qū)公共服務(wù)用車(chē)領(lǐng)域的示范應(yīng)用，建成100座加氫站；2025年實(shí)現(xiàn)5萬(wàn)輛規(guī)模的應(yīng)用，建成300座加氫站；2030年實(shí)現(xiàn)百萬(wàn)輛氫燃料動(dòng)力電池汽車(chē)的商業(yè)化應(yīng)用，建成1000座加氫站。
在政府政策的支持下，我國(guó)氫燃料動(dòng)力電池汽車(chē)將迎來(lái)快速上升時(shí)期。我國(guó)現(xiàn)已建成加氫站12座，在建20座，重要集中在京津冀地區(qū)、長(zhǎng)三角地區(qū)、珠三角地區(qū)。
2.車(chē)企重點(diǎn)發(fā)展氫燃料動(dòng)力電池客車(chē)及專(zhuān)用車(chē)
截止2018年，共計(jì)77款燃料動(dòng)力電池車(chē)（篩除重復(fù)車(chē)型）入選工信部公布的13批《新能源汽車(chē)推廣應(yīng)用推薦車(chē)型目錄》，同比新增165%。
從產(chǎn)量上看，2018年我國(guó)氫燃料動(dòng)力電池汽車(chē)產(chǎn)量累計(jì)生產(chǎn)1619輛，同比上升27%。其中，2018年1-十一月產(chǎn)量新增平緩，十二月生產(chǎn)數(shù)據(jù)達(dá)到1153輛，增量明顯，十二月份生產(chǎn)的專(zhuān)用車(chē)多達(dá)876輛，預(yù)計(jì)這些車(chē)輛將在2019年銷(xiāo)售。國(guó)產(chǎn)的氫燃料動(dòng)力電池重要以客車(chē)和專(zhuān)用車(chē)為主，其中客車(chē)710輛，專(zhuān)用車(chē)909輛。
據(jù)我國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2019年一月，純電動(dòng)汽車(chē)配套的動(dòng)力鋰電池裝機(jī)量約4.63GWh，同比上升335.05%；插電式混合動(dòng)力汽車(chē)配套的動(dòng)力鋰電池裝機(jī)量約0.34GWh，同比上升64.2%；燃料動(dòng)力電池汽車(chē)配套的動(dòng)力鋰電池裝機(jī)量約0.01GWh，同比上升9464.06%。
圖-2019年一月各動(dòng)力汽車(chē)裝機(jī)量
從生產(chǎn)量和使用量上，我國(guó)氫燃料動(dòng)力電池汽車(chē)都在上升，可見(jiàn)，我國(guó)氫燃料動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)正在發(fā)展壯大。目前，氫燃料汽車(chē)的規(guī)模化發(fā)展雖然存在瓶頸，但國(guó)內(nèi)氫燃料動(dòng)力電池公司和部分鋰電公司積極布局，重要以公司氫燃料動(dòng)力電池客車(chē)和專(zhuān)用車(chē)為主。
二、鋰電公司提升電池能量密度并積極開(kāi)發(fā)氫燃料動(dòng)力電池
據(jù)我國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2018年國(guó)內(nèi)新能源汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量分別完成了127萬(wàn)輛和125.6萬(wàn)輛，同比分別上升了59.9%和61.7%，其中純電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)分別完成98.6萬(wàn)輛和98.4萬(wàn)輛，同比分別上升47.9%和50.8%。
目前，我國(guó)純電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)好，產(chǎn)業(yè)鏈完善，已形成了結(jié)構(gòu)完整的動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)體系。鋰電公司除迅速破解各大技術(shù)門(mén)檻，提升鋰離子電池能量密度外，部分公司也在積極布局氫燃料動(dòng)力電池的發(fā)展規(guī)劃，試圖搶占先機(jī)。
比亞迪生產(chǎn)的純電動(dòng)汽車(chē)占據(jù)國(guó)內(nèi)和國(guó)際相當(dāng)大的市場(chǎng)分額，據(jù)比亞迪2018半年度報(bào)告顯示，公司營(yíng)收541.51億元，同比上升20.23%，其中新能源汽車(chē)業(yè)務(wù)上升為整體營(yíng)收做出了巨大貢獻(xiàn)。2018年五月比亞迪宣布與美國(guó)混合動(dòng)力公司合作研發(fā)氫燃料動(dòng)力電池客車(chē)，推翻了此前堅(jiān)決研發(fā)鋰離子電池的決定。短短兩年時(shí)間，比亞迪就轉(zhuǎn)變發(fā)展思路，將燃料動(dòng)力電池的研發(fā)提上日程，可見(jiàn)，大型的鋰電公司也面對(duì)發(fā)展方向的巨大選擇。
三、氫燃料動(dòng)力電池能否顛覆鋰離子電池？
有關(guān)氫燃料動(dòng)力電池是否能顛覆鋰離子電池的問(wèn)題，小編收到了許多業(yè)內(nèi)專(zhuān)家、行業(yè)分析師、熱心網(wǎng)友的不同觀(guān)點(diǎn)，也為大家整理了車(chē)圈大佬的看法。
技術(shù)派
觀(guān)點(diǎn)1：氫燃料動(dòng)力電池代表的不只是新能源汽車(chē)，更是有效的長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)能的問(wèn)題，而且市場(chǎng)是要技術(shù)來(lái)培養(yǎng)的。目前來(lái)說(shuō)，無(wú)論是鋰電還是燃電都不能完全取代燃油車(chē)的地位，但是能源形式的變化浪潮我們要與時(shí)俱進(jìn)，單純的從市場(chǎng)或者技術(shù)本身判斷其可行性都是片面的。（行業(yè)分析師王熙大）
觀(guān)點(diǎn)2：個(gè)人覺(jué)得，氫燃料完全無(wú)法取代儲(chǔ)能電池技術(shù)。很多人在討論氫燃料動(dòng)力電池技術(shù)的發(fā)展，但是卻忽略了這種技術(shù)是否為市場(chǎng)所接受。就像當(dāng)年愛(ài)迪生堅(jiān)持直流發(fā)電和傳輸，技術(shù)不會(huì)差，但是最后敗給了特斯拉的交流電技術(shù)。
觀(guān)點(diǎn)3：關(guān)鍵問(wèn)題是還沒(méi)有獲得技術(shù)突破，催化劑成本沒(méi)下來(lái)，和鋰離子電池比較成本明顯高。日本搞了很長(zhǎng)時(shí)間，他們進(jìn)行大規(guī)模商用了？特斯拉為何搞幾千個(gè)松下18650裝車(chē)上，不用燃料動(dòng)力電池？如獲得突破有大規(guī)模商用推廣可能性，這些器件或者配套設(shè)備都不是問(wèn)題。
觀(guān)點(diǎn)4：從技術(shù)角度來(lái)說(shuō)，三元、固態(tài)，理論上能量密度和可持續(xù)性比較低，未來(lái)發(fā)展燃料動(dòng)力電池的能量密度是可以跟傳統(tǒng)燃油車(chē)相比的，但由于燃料動(dòng)力電池發(fā)展投資高，產(chǎn)業(yè)鏈也很長(zhǎng)，所以必須從國(guó)家頂層設(shè)計(jì)、能源角度、戰(zhàn)略角度和安全角度考慮。
觀(guān)點(diǎn)5：氫燃料動(dòng)力電池重要的成分是氫，在使用壽命結(jié)束后，并不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。鋰離子電池因含有重金屬鎳、鈷、砷等有毒污染物，所以必須要進(jìn)行回收處理。此外，氫燃料動(dòng)力電池在衰減、能效轉(zhuǎn)化、易維修程度等多方面有著顯著優(yōu)勢(shì)。
安全派
觀(guān)點(diǎn)1：自從總理從日本回來(lái)，感覺(jué)風(fēng)向就變了，想想未來(lái)馬路上跑的都是無(wú)污染的清潔汽車(chē)，確實(shí)有點(diǎn)期待和興奮。只是安全問(wèn)題還是不容小覷??！
觀(guān)點(diǎn)2：燃料動(dòng)力電池由于原料氫氣易燃易爆，市場(chǎng)普遍擔(dān)心其安全性問(wèn)題。但業(yè)內(nèi)專(zhuān)家表示，從氫氣的特性、儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程、燃料動(dòng)力電池車(chē)輛的安全設(shè)計(jì)、事故和極端情況下的車(chē)輛安全、加氫設(shè)施的安全規(guī)范5個(gè)角度全面分析了氫氣的使用安全問(wèn)題，結(jié)論是：氫氣安全性并不差，足以媲美傳統(tǒng)燃料和鋰電。而且現(xiàn)在車(chē)用儲(chǔ)氫裝置都采用碳纖維材料，在80km/h速度多角度碰撞測(cè)試中都可以做到毫發(fā)無(wú)損。
觀(guān)點(diǎn)3：加氫站大規(guī)模儲(chǔ)存的不是氫，是甲醇，安全性并沒(méi)大問(wèn)題。
支持派
觀(guān)點(diǎn)1：從國(guó)家的扶持力度就可以看出未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，氫燃料動(dòng)力電池從耐用性和環(huán)保方面必將取代鋰離子電池，在未來(lái)的幾年內(nèi)必然是電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)蓬勃發(fā)展的時(shí)期。
觀(guān)點(diǎn)2：氫燃料作為一種零排放、無(wú)污染的新能源，是國(guó)家實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排和促進(jìn)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然選擇。建議由國(guó)家層面統(tǒng)籌規(guī)劃，將氫能從國(guó)家發(fā)展重點(diǎn)方向升級(jí)為國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略的層面，做好頂層設(shè)計(jì)，促進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。（全國(guó)人大代表、奇瑞汽車(chē)股份有限公司董事長(zhǎng)尹同躍）
觀(guān)點(diǎn)3：我國(guó)急需加強(qiáng)氫能源基礎(chǔ)設(shè)施尤其是加氫站的建設(shè)發(fā)展，理順整個(gè)氫燃料動(dòng)力電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈，以此推動(dòng)我國(guó)氫燃料動(dòng)力電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)健康、快速發(fā)展。（全國(guó)人大代表、長(zhǎng)城汽車(chē)副董事長(zhǎng)、總裁王鳳英）
分析派
觀(guān)點(diǎn)1：燃料動(dòng)力電池汽車(chē)的優(yōu)勢(shì)顯而易見(jiàn)，但高壓儲(chǔ)氫是其推廣的瓶頸，不宜盲從，需合理布局。燃料動(dòng)力電池汽車(chē)只是氫能產(chǎn)業(yè)的一部分，還有很多其他事情可以做，要做。（海外華人科技組織聯(lián)合會(huì)專(zhuān)家顧問(wèn)委員會(huì)材料科學(xué)委員會(huì)專(zhuān)家李海文）
觀(guān)點(diǎn)2：氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是一個(gè)系統(tǒng)工程，單純靠市場(chǎng)和公司無(wú)法完成，要充分發(fā)揮體制優(yōu)勢(shì)，因此國(guó)家頂層設(shè)計(jì)尤為重要。可參考國(guó)際有效的氫能項(xiàng)目管理機(jī)制，從材料到運(yùn)輸、加氫到運(yùn)行的全生命周期，進(jìn)行清晰、規(guī)范、系統(tǒng)化的頂層設(shè)計(jì)。
觀(guān)點(diǎn)3：燃料動(dòng)力電池從根本上來(lái)說(shuō)其實(shí)并不適合用于汽車(chē)，這里有各方面的原因，比如說(shuō)氫氣罐的存放、加速性能等。更適合儲(chǔ)能，特別是國(guó)內(nèi)棄風(fēng)棄光以后的負(fù)電價(jià)。（海外華人科技組織聯(lián)合會(huì)專(zhuān)家顧問(wèn)委員會(huì)材料科學(xué)委員會(huì)專(zhuān)家施遠(yuǎn)）
觀(guān)點(diǎn)4：氫能產(chǎn)業(yè)未來(lái)要重點(diǎn)解決以下問(wèn)題：一是產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化進(jìn)度較慢，一些關(guān)鍵技術(shù)與國(guó)外還存在差距，產(chǎn)業(yè)鏈較為薄弱、工程化的能力還須提升；二是在基礎(chǔ)設(shè)施方面，制氫、供氫、加氫的系統(tǒng)先進(jìn)性有待提升，制氫成本亟待降低；三是要加強(qiáng)公司主體用途、提升技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)體系，同時(shí)加強(qiáng)國(guó)際合面。
觀(guān)點(diǎn)5：氫燃料動(dòng)力電池的未來(lái)也與基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)息息相關(guān)，不能只看一端。國(guó)家政策傾斜是好事，說(shuō)明有引導(dǎo)。但未來(lái)能否發(fā)展其重點(diǎn)依然是產(chǎn)業(yè)上的發(fā)展方向。沒(méi)有配套建設(shè)，沒(méi)有產(chǎn)業(yè)發(fā)展，一切都是空話(huà)。（行業(yè)分析師何歡）
觀(guān)點(diǎn)6：目前氫燃料在車(chē)用產(chǎn)品上，市場(chǎng)尚未形成規(guī)模，重要依賴(lài)國(guó)家補(bǔ)貼的推動(dòng)。對(duì)我國(guó)而言，氫能的重要來(lái)源應(yīng)是可再生能源，同時(shí)可再生能源也要?dú)淠苓M(jìn)行儲(chǔ)能，二者相互要，只有這樣，氫能才真正具有戰(zhàn)略意義。最終的集中儲(chǔ)能應(yīng)是氫能，氫氣也可直接進(jìn)入輸送管道，這是集中式、大規(guī)模、長(zhǎng)時(shí)間可再生能源儲(chǔ)存的最佳方式。
總結(jié)
我國(guó)在氫燃料動(dòng)力電池的發(fā)展上有一定的優(yōu)勢(shì)：（1）我們有豐富廉價(jià)的氫能資源，非常適合于引領(lǐng)全球。（2）國(guó)家政策傾斜，補(bǔ)貼力度很大。
但也有一定的不足：（1）產(chǎn)業(yè)鏈不完整、不配套。我國(guó)的氫能是從小公司開(kāi)始的，幾乎全是創(chuàng)業(yè)公司，從技術(shù)部門(mén)發(fā)動(dòng)的?，F(xiàn)在大公司進(jìn)來(lái)時(shí)間還很短，不同于日韓的大公司起步，所以我們產(chǎn)業(yè)鏈不完整、不配套，成本降不下來(lái)，一個(gè)進(jìn)口的空壓機(jī)幾乎相當(dāng)于先進(jìn)技術(shù)國(guó)整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)的成本。（2）關(guān)鍵零部件和產(chǎn)品的差距大，動(dòng)力系統(tǒng)的膜電極、空壓機(jī)、氫泵以及儲(chǔ)氫瓶、加氫槍和軟管等加氫站的關(guān)鍵部件都是進(jìn)口，對(duì)高壓氫用材料也沒(méi)有進(jìn)行深入研究，安全性隱患巨大。
氫燃料動(dòng)力電池要想成為真正的顛覆性技術(shù)，還要降低成本、提升性能，亟待發(fā)展的不僅僅是氫燃料動(dòng)力電池本身，還要整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)包括相關(guān)零部件的協(xié)同合作，這是一條漫漫長(zhǎng)路，要我們不斷努力去攻堅(jiān)。
