氢燃料电池和锂电池,谁才是未来电池主流?

作者: | 发布日期: 2020 年 02 月 20 日 13:10 | 分类: 产业资讯

氢燃料电池有什么优势

很明显,相比锂离子电池,氢电池的一大优势是能量密度。

压缩氢能的能量密度接近每公斤40kWh,比汽油还高数倍。锂电池只有每公斤0.278kWh,大部分在0.167kWh,氢能的能量密度是锂电池的239倍,所以这方面的优势是碾压的。

再一个优势是分量轻。

同样是500公里续航,氢电池对车重影响不大,锂电车就很头痛了,比亚迪唐的原型是S6,车重1.6吨,改造成锂电车之后,电池超过200公斤,而为此还需要强化车身结构,这就形成一个恶性循环,由于能量密度低,需要大容量锂电池,而车重增大了,又会降低续航,于是要达到目标续航,锂电池容量还要更大才行,于是车重会飙升,比亚迪唐的车重最终达到了2.4吨,这显然不利于节能。

氢电池还有一个优势,在于用户习惯——只需要3分钟就可完成加氢,和燃油车很接近,而锂电车需要长很多的充电时间,这不仅违背(燃油车)用户之前的习惯,还相对低效,会耗费更多的时间成本。

说完优势,再来谈氢电池的劣势

首先,氢气的制取非常低效。

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。

储存起来之后,需要将氢气运送到加氢站,方式也有两种:一是大厂集中制氢,这样做产量高,但运输成本也高;二是加氢站现场制取,运费低,但产量也低,生产成本相应增高。而且运氢过程中的能量损失也很大。在普及现场制氢设备之前,运氢主要依赖卡车和管线,能量损失在10-40%之间。相比之下,电网传输损耗仅为5%。

最后,氢能的“从油箱到车轮(tank to wheel)”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%。

氢燃料电池同样存在交直转换问题,所以最终氢能全周期的效率可能不超过30%,如果锂电车供电全部来自于可再生能源的话,氢能的全周期效率仅为锂电的一半,但如果考虑到我国发电7成靠煤,则锂电的全周期效率略低于氢能。

总结:

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离子电池的原因之一。

但丰田们并未停下脚步,选择双管齐下,因为氢能车与锂电车真正要竞争的对象,不是对方,而是燃油车。

相比油车,氢燃料电池车的热效率高出一倍,由于续航和充能优势,运输效率也高。

在充能设施没有普及之前,氢燃料电池车适用于卡车,客车,工程机械车,甚至是飞机,因为这些交通工具路线相对固定,便于铺设补能网络,无需电网。

相比之下,锂电车如果不解决能量密度和充电时间问题,最适合它应用的场景,依然是有轨电车,只不过电车的锂电池不是用来驱动的。

所以结局如何,要看谁先化解自身问题。

 

文章来源:汽车头条

announcements 在线投稿     mail打印
Share
【免责声明】
  • 1、EnergyTrend-集邦新能源网」包含的内容和信息是根据公开资料分析和演释,该公开资料,属可靠之来源搜集,但这些分析和信息并未经独立核实。本网站有权但无此义务,改善或更正在本网站的任何部分之错误或疏失。
  • 2、任何在「EnergyTrend-集邦新能源网」上出现的信息(包括但不限于公司资料、资讯、研究报告、产品价格等),力求但不保证数据的准确性,均只作为参考,您须对您自主决定的行为负责。如有错漏,请以各公司官方网站公布为准。
  • 3、「EnergyTrend-集邦新能源网」信息服务基于"现况"及"现有"提供,网站的信息和内容如有更改恕不另行通知。
  • 4、「EnergyTrend-集邦新能源网」尊重并保护所有使用用户的个人隐私权,您注册的用户名、电子邮件地址等个人资料,非经您亲自许可或根据相关法律、法规的强制性规定,不会主动地泄露给第三方。
【版权声明】
  • 「EnergyTrend-集邦新能源网」所刊原创内容之著作权属于「EnergyTrend-集邦新能源网」网站所有,未经本站之同意或授权,任何人不得以任何形式重制、转载、散布、引用、变更、播送或出版该内容之全部或局部,亦不得有其他任何违反本站著作权之行为。