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鋰電池和氫能源在碳中和道路上孰優孰劣?

鋰電池作為一次能源,鋰電池減排作用主要取決於電力本身的能源結構。氫能源則是二次能源,先是透過燃燒產生的熱量來發電,中間將損失一半的能源。而只有當未來電力主要來自太陽能等綠色電力,鋰電池對於碳中和採用實際價值。

鋰電池屬於贏家通吃的行業,類似於太陽能光伏產業,具有典型馬太效應。鋰電池未來技術固態電池存在多個方向,目前寧德時代還推出鈉電池。鋰電池成本目前已經降低了超過70%,但是在儲能成本並沒有下降多少,不可能指望透過鋰電池去將多餘的電力儲存下來,成本太高也不划算,目前鋰電池主要應用於家用乘用車市場;而對於發電側再生能源和商用車,氫能源則更具優勢。由於目前商用車的碳排放量遠高於家用乘用車,商用車碳排放佔據交通碳排放的百分之70。鋰電池不適用於商用車,主要是商用車的鋰電池成本太高,缺乏實用性。因此發展氫能源對於碳中和意義巨大。

鋰電池和氫能源在碳中和道路上孰優孰劣?

未來商用車是氫燃料的天下,可以將氫能源理解為天然氣,兩者發展模式很類似,更適合於端對端固定線路上的用車場景。目前在燃料電池的環節,國產化程度都很低,未來的氫能源市場化道路還任重道遠。

雖然氫能源在能源利用效率不如鋰電池,但是氫能源在能源密度具有巨大優勢,氫能源的能源密度比鋰電池的能源密度高100倍。因此,氫能源未來的應用場景更有想象力。目前由於新能源的驅動力前期發展主要源於政府政策補貼,目前通用的做法是補貼新能源汽車。由於我們新能源汽車市場足夠大,因此在鋰電池和氫能源路線選擇上是雙下注。

我國目前政策補貼更加針對大型加氫站,未來大型加氫站才是主流。

美國氫燃料電池重卡公司Nikola,號稱卡車界的特斯拉,主要用於物流公司的運輸業務,解決加氫配套裝置,把基礎設施和應用端兩頭都解決了,氫燃料電池的落地才具有現實意義。

氫燃料電池的一些核心技術及方案目前還在巴拉德、

康明斯

等外企手中,不過按照中國的這個發展速度,幾年內彎道超越是完全有可能的。

儲氫難題,一直是目前氫能源大規模推廣的難題。8月9日 西安交通大學開發了一種高密度固態儲氫材料,採用石墨烯奈米技術解決儲氫材料安全/可控。未來產業轉化問題,還有待驗證。除了儲氫,還有制氫和運輸氫氣難題。目前工業上煤制氫已經比較成熟,而光伏制氫也是具有光明的前景。

鋰電池和氫能源在碳中和道路上孰優孰劣?

氫氣的洩露與控制,是燃料電池系統安全隱患的主要來源,屬於物理層面,而鋰離子電池的安全隱患則主要來自於不易控制的鏈式反應,屬於化學層面。因為鏈式反應速度極其短暫。就可控性角度說,鋰離子電池的控制難度要高於燃料電池。不過在遇到極端劇烈碰撞的情況下,燃料電池的危害程度則要更大。

埃隆·馬斯克說,氫燃料電池是令人難以置信的愚蠢。

也許,鋰電池和氫能源未來競爭對手不是彼此,而是目前的燃油車。不管是

鋰電還是氫燃料電池,其實都不算是

新能源

,其本質其實是一種儲能裝置。

面對碳中和的目標,其核心其實在於儲能問題。發展氫能源在儲能相較於鋰電池無疑具有巨大的優勢,而以鋰電池為代表的固態電池在當前應用領域更廣泛。在碳中和上半場,鋰電池先行一步,具有明顯的先發優勢。但是在下半場,

氫燃料電池後續潛力更巨大。中國2060年碳中和的宏偉目標還是要靠氫燃料電池。

現在的氫氣基本是灰氫,終極應該是綠氫,即光伏制氫,太陽能巨頭隆基股份也早有佈局。從能源利用上,氫燃料和鋰電車的區別,本質在於氫燃料再加一個儲氣罐,其它並無區別。解決氫氣和電池的成本問題,才是未來落地的關鍵。

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