鉅大LARGE | 點擊量：425次 | 2023年01月12日
鋰電和氫能，誰才是未來？
目前的電動汽車都是電池車，實際上一百多年前就有雛形，后來一種發(fā)展為現(xiàn)在的鋰電池，另一種就是氫燃料動力電池。
由于眾所周知的原因，今天燃油車被全球各地政府圍追堵截，電池車被欽定為更適合代步的未來交通工具，于是繼上世紀初之后，電池車迎來了它的第二次爆發(fā)，和此同時，鋰電池和氫電池的路線之爭也喧囂塵上。
TSLA認為氫燃料動力電池技術(shù)極其愚蠢，認為這條路走不通，目前主流車廠也大都不約而同邁上鋰電之路，似乎氫燃料已定。但日本不這么想，已計劃成為全球第一個氫能社會2021年三月之前，日本政府和汽車行業(yè)將共同建成160個加氫站，量產(chǎn)4萬輛氫燃料動力電池車。
最終兩者誰能獲勝？假如你也對此好奇，就一同來做個比較。
氫燃料動力電池有什么優(yōu)勢
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
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%
很明顯，相比鋰電池，氫電池的一大優(yōu)勢是能量密度。
壓縮氫能的能量密度接近每公斤40kWh，比汽油還高數(shù)倍。鋰電池只有每公斤0.278kWh，大部分在0.167kWh，氫能的能量密度是鋰電池的239倍，所以這方面的優(yōu)勢是碾壓的。
再一個優(yōu)勢是分量輕。
同樣是500公里續(xù)航，氫電池對車重影響不大，鋰電車就很頭痛了，比亞迪唐的原型是S6，車重1.6噸，改造成鋰電車之后，電池超過200公斤，而為此還要強化車身結(jié)構(gòu)，這就形成一個惡性循環(huán)，由于能量密度低，要大容量鋰電池，而車重增大了，又會降低續(xù)航，于是要達到目標續(xù)航，鋰電池容量還要更大才行，于是車重會飆升，比亞迪唐的車重最終達到了2.4噸，這顯然不利于節(jié)能。
氫電池還有一個優(yōu)勢，在于用戶習慣只要3分鐘就可完成加氫，和燃油車很接近，而鋰電車要長很多的充電時間，這不僅違背（燃油車）用戶之前的習慣，還相對低效，會耗費更多的時間成本。
說完優(yōu)勢，再來談氫電池的劣勢
首先，氫氣的制取非常低效。
鋰電車可以直接從電網(wǎng)取電，氫能車上路要制氫，而制氫要用電。
假如采用傳統(tǒng)的蒸汽重組或者電解法制氫，能量損失超過30%，雖然最新的離子膜電解法可將能效提升至80%，但鋰電池直充的效率是99%，差距明顯。
其次，氫氣的存儲和運輸成本相當高。
剛剛制取出來的氫氣，能量密度是非常低的，要增大密度，重要有兩種方式：一是加壓，用790倍大氣壓把氫氣壓縮到高壓罐中，過程中的能量損耗約為13%；二是液化，降溫至-253℃，氫氣會凝結(jié)，過程中的能量損耗極大，約為40%。
因此常用方式是加壓，但高壓罐比液化罐重，這也會損耗一定能量。
儲存起來之后，要將氫氣運送到加氫站，方式也有兩種：一是大廠集中制氫，這樣做產(chǎn)量高，但運輸成本也高；二是加氫站現(xiàn)場制取，運費低，但產(chǎn)量也低，生產(chǎn)成本相應(yīng)增高。而且運氫過程中的能量損失也很大。在普及現(xiàn)場制氫設(shè)備之前，運氫重要依賴卡車和管線，能量損失在10-40%之間。相比之下，電網(wǎng)傳輸損耗僅為5%。
最后，氫能的從油箱到車輪（tanktowheel）的能量效率較低。
氫燃料動力電池車加氫之后，氫能轉(zhuǎn)換為電能，轉(zhuǎn)化效率約60%，而鋰電車考慮到交流直流的轉(zhuǎn)換，效率約為75%。
氫燃料動力電池同樣存在交直轉(zhuǎn)換問題，所以最終氫能全周期的效率可能不超過30%，假如鋰電車供電全部來自于可再生能源的話，氫能的全周期效率僅為鋰電的一半，但假如考慮到我國發(fā)電7成靠煤，則鋰電的全周期效率略低于氫能。
總結(jié)：
由于效率和成本問題，氫能車預(yù)期使用成本是鋰電車的數(shù)倍，這也正是絕大部分車廠選擇鋰電的原因之一。
但豐田們并未停下腳步，選擇雙管齊下，因為氫能車和鋰電車真正要競爭的對象，不是對方，而是燃油車。
相比油車，氫燃料動力電池車的熱效率高出一倍，由于續(xù)航和充能優(yōu)勢，運輸效率也高。
在充能設(shè)施沒有普及之前，氫燃料動力電池車適用于卡車，客車，工程機械車，甚至是飛機，因為這些交通工具路線相對固定，便于鋪設(shè)補能網(wǎng)絡(luò)，無需電網(wǎng)。
相比之下，鋰電車假如不解決能量密度和充電時間問題，最適合它應(yīng)用的場景，依然是有軌電車，只不過電車的鋰電池不是用來驅(qū)動的。
所以結(jié)局如何，要看誰先化解自身問題。
