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取代锂电,氢能还需要多久
2023-07-17 22:42:27 来源: 浏览:274

“搞不好锂电池最后只是整个汽车时代的一个小小片段,从能源终极价格上还是拼不过氢能。”

在7月6日的一场采访中,法国国家技术科学院院士吕坚向搜狐汽车表达了他对氢能崛起的信心。

当天,中国汽车工程学会与国际氢能燃料电池协会共同主办的2023国际氢能与燃料电池汽车大会暨展览会(下称FCVC)在上海嘉定的上海汽车会展中心顺利开幕。

在大会上,氢能产业专家学者、企业高管就当前产业关注焦点进行了热烈的探讨,参与展览会的展商数量达到了300余家,不少氢能乘用车及重型商用车、氢能燃料电池及关键零部件、氢气加注及储运设施等多个领域的企业都在展会上秀了一把肌肉。

作为新能源领域被寄予厚望的氢能在过去几十年里始终没有成为主角,反倒是锂电在近十年有了近乎飞速的发展,带动了新能源汽车等产业的迅速崛起。

但在锂电腾飞的这几年里,新能源汽车的里程焦虑(充电难、续航短)、锂电池的自燃风险、后回收等问题一直困扰着整个行业。

除此之外,2021年我国正式提出了2030年碳达峰和2060年碳中和的双碳目标,由于我国电力供应主要仍为火力发电等“灰电”,因此当前锂电产业的发展一定程度上是与“双碳”目标相悖的。

在这样的背景下,能够达到零碳排放的氢能似乎迎来了转机。

从政策风向上,氢能开始得到了十几年前国家大力补贴锂电产业时的待遇。

2020年9月,氢燃料电池汽车“以奖代补”发布,2021年,氢燃料电池汽车地方示范城市试点正式启动,中石油、中石化相继宣布将大力布局加氢站;2022年北京冬奥会上,氢能源汽车也狠狠地刷了一波存在感。

那么,氢能真的能够取代锂电吗?

01 受争议的锂电

对于锂电而言,最受争议当然就是其电能来源的环保问题。

在中国市场,风电、水电、核电等绿电只是一小部分,火力发电仍占主导,并且火力发电的燃料绝大部分是煤炭,因此我国目前大部分电力能源仍然是灰电。

据统计,我国平均供电煤耗320克/度,发一度电需要煤炭320克。燃烧一千克标准煤,产生2.493千克二氧化碳,0.68千克碳,0.68千克粉尘,0.075千克二氧化硫,0.0375千克氮氧化物。

也就是说,通过锂电池蓄电提供动能的新能源汽车依旧会在上游的“产电”这一过程中带来污染。

另一方面,锂电池本身也存在污染。比如三元锂电池中的钴、锰、镍三种材料,就属于重金属。并且锂电池的电解液中包含的锂盐、有机溶剂以及各种添加剂,如果处理不当也会造成污染。

这些都是锂电与“双碳”、环保等标签存在矛盾的地方。

法国国家技术科学院院士吕坚在在接受搜狐汽车采访时表示:“锂电池其实现在还有很多争议,废弃电池的后处理问题等等,如果搞不好的话,锂电池再次被内燃机打下去也是很有可能的。”

而谁能把锂电池给干下来?吕坚认为是氢能。

02五到十年内将快速发展 大量“弃电”将成中国氢能优势

吕坚称:“我相信未来5到10年将是氢能源汽车大发展的时机。”

他认为,首先氢燃料电池的发展已经越来越趋于成熟。其次,随着国家补贴等政策的倾斜,整个氢能产业链的资金正在快速增长。这两大因素将会推动氢能汽车产业迅速打开规模。

按照吕坚的推算,当前我国氢能汽车产量在每年数千辆的水平,如果在未来几年进入快速增长期后按照每年200%的速度增加,只需要7-8年整个市场就能达到百万辆规模。

对于氢能产业链的企业而言,现阶段更像是在等待风口的风吹起来的蛰伏期,正像十多年前锂电产业的起步一样,氢能也极有可能在某个技术、市场端突破之后,诞生出一批批的独角兽。

那么上游如何能保证终端大量的氢能需求?

从能源结构角度而言,我国属于“富煤、贫油、少气、多风、多光、多水”的国家,这样的能源结构实际上是非常有利于产氢的。

由于我国大力发展风电、光伏等清洁可再生一次能源,可以结合水电解制氢技术,制出所谓的绿氢(还有灰氢、蓝氢),可实现全生命周期的清洁低碳。

从制氢的成本结构来看,电价是成本的大头,其次是催化剂。

在电价方面,中国的电价目前已经远远低于日本、欧洲等国家,并且由于我国存在大量的“弃电”(比如太阳能、风力、水力发电等难以存储的电),这些千亿度级别的“弃电”能够利用起来进行制氢,那么氢能的制造、生产成本将会有很大的降价空间,这也将会成为中国发展氢能产业的一个巨大优势。

催化剂方面,吕坚向搜狐汽车介绍,目前其团队所研究的一种纳米材料可以大幅度提高贵金属催化剂的效率,能够把催化剂成本从原来的100块降到现在的5块。

03氢能燃料电池与内燃机技术并行 规模是降本的最优解

当前,氢能汽车主要有燃料电池与内燃机两种技术路线。

从能源转换效率角度,氢能燃料电池系统的能源转化率在50%~60%左右;而氢内燃机的能耗转化率则在30%~40%。但前者因为制备成本等因素,总的成本相对内燃机来说会更高一些。

因此对于两种技术路线,目前业内的普遍看法是,氢燃料电池系统更适合于行驶距离较长的大型重卡等商用车上。

在FCVC大会现场,搜狐汽车与现代汽车氢燃料电池系统有限公司总经理吴承灿交流时,他给我们简单算了一笔账:“其实对于一些大型的商用车、重卡,它其实一年的氢能燃料的使用费用也是非常高的。如果使用氢能燃料电池系统,一年费用大约在2亿多韩币,约等于人民币100多万。假如说使用氢气内燃机的话,可能需要150万人民币左右。”

因此吴承灿认为,从经济角度出发,商用车肯定是氢能燃料电池更加有优势,而氢能内燃机,在比较小型的车辆上可能会有一部分需求。

在技术路线之外,成本也是氢能汽车难以铺开的一个至关重要的问题。

吴承灿认为这是由于目前氢能车辆普及的数量仍然较少,车辆的使用率较低,规模化效应尚未形成所致。

他告诉搜狐汽车:“假如说一个车企每年能生产5万到10万台的燃料电池系统,其实它的成本就能够下降很多,甚至于这个价格可以跟一些混动车持平。

对于氢能汽车而言,大量的量产,才是把成本下降最好的方案。

其实一直以来,行业普遍认为氢能在商用车领域更有优势,但氢能产业要发展,它的量肯定要跟上来的。

而乘用车的需求量比商用车高好几倍,因此氢燃料电池的技术以及成本要下降到消费者认可的水平,绝对离不开乘用车的普及。

乘用车方面,在天气比较寒冷,或者当地的氢气资源比较丰富、价格低廉的地方、或者是能源使用量比较高的出租车等领域,氢燃料电池汽车的优势度也会逐渐显现出来。

而在氢气的储运、加氢站的建设等方面,仍然需要国家政府层面的建设。

吴承灿认为,当前氢能市场仍然在起步阶段,2025年之前应该很难看到整个产业有飞跃式发展。从整个能源战略角度出发,“鸡蛋不会放在一个篮子里”,不管是锂电,还是氢能,归根结底都是为了整个能源体系能够更安全、更有效地运转起来。

Tags:取代 氢能 需要 多久 责任编辑:gulantianxie
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