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氫燃料電池與鋰電池PK!誰將是新能源汽車屆未來“霸主”?

2019-03-15 08:44  來源:材料委天津院  瀏覽:  

目前,我國是全球最大的電動(dòng)汽車市場,在鋰電池產(chǎn)業(yè)占據(jù)領(lǐng)先地位。但隨著科技發(fā)展以及國家政策的調(diào)整,鋰電池出現(xiàn)了強(qiáng)勁的對(duì)手——氫燃料電池。2018年國家提高了對(duì)純電動(dòng)乘用車的補(bǔ)貼門檻、補(bǔ)貼力度也有所下降,而國家對(duì)氫燃料電池汽車持鼓勵(lì)態(tài)度,補(bǔ)貼平穩(wěn)且到2020年不實(shí)行補(bǔ)貼退坡。與此同時(shí),上海、廣州、武漢、西安、杭州等十余座城市都已出臺(tái)政策支持氫燃料電池汽車發(fā)展。

國家政策傾斜如此明顯,我們不禁要思考:純電動(dòng)汽車能否持續(xù)占據(jù)主流地位?作為后起之秀的氫燃料電池又具備哪些競爭優(yōu)勢?未來,兩者誰將是新能源汽車世界的“霸主”?

從以上表格可以看出,若從兩者的技術(shù)、成本角度評(píng)估,鋰電池占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢。

技術(shù)角度

鋰電池生產(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。而氫燃料電池制造難度較大,對(duì)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)主要掌握在美國、歐洲、日本手中。

從時(shí)間上來看,氫燃料電池只需要3—20分鐘;而鋰電池充電時(shí)間相對(duì)較長,大概需要30分鐘—3個(gè)小時(shí)。

從續(xù)航里程來看,氫燃料電池輕易可達(dá)600km以上,且提升空間大。而鋰電池的續(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)鋰電池老化現(xiàn)象。

從質(zhì)量能量密度上來看,鋰電池能量密度為90到140Wh/kg,三元鋰電池理論能量密度是300到350Wh/kg。氫燃料電池作為一種發(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Wh/kg,提升空間巨大。

成本角度

目前國內(nèi)氫燃料電池制造產(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),從而增加成本;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多萬元以上,雖然國家出臺(tái)了對(duì)“符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)且日加氫能力不少于200公斤的新建燃料電池車加氫站,每站獎(jiǎng)勵(lì)400萬元”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題。鋰電池存在過充過放的問題,碰撞時(shí)電解液泄露容易起火;氫燃料電池儲(chǔ)氫罐需要密封,加氫時(shí)氫氣泄露容易引起燃燒,碰撞時(shí)容易氫氣泄露。

雖然我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展起步晚,但我國高度重視氫燃料電池汽車的發(fā)展,在《中國制造2025》明確提出了燃料電池汽車及其關(guān)鍵部件的技術(shù)路線圖,對(duì)燃料電池關(guān)鍵材料的研發(fā)提出了技術(shù)目標(biāo);隨后2016年11月29日,國務(wù)院印發(fā)《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》,提出燃料電池汽車要“產(chǎn)業(yè)化”,到2020年要實(shí)現(xiàn)燃料電池車批量生產(chǎn)和規(guī)模化示范應(yīng)用。目前,國內(nèi)已形成整車、燃料電池電堆和系統(tǒng)的技術(shù)體系,具備小規(guī)模產(chǎn)業(yè)化條件。2018年,我國氫燃料電池汽車?yán)塾?jì)生產(chǎn)1619輛,加氫站已建成12座,在建20座。國家將持續(xù)加大對(duì)燃料電池研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的支持力度,開展關(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。

目前鋰電池和燃料電池是有望替代石油車的主流技術(shù),兩者各有優(yōu)勢,均有巨大的進(jìn)步空間。若鋰電池能提升其能量密度,優(yōu)化循環(huán)使用壽命,會(huì)更具競爭力;氫燃料電池的核心技術(shù)、車輛和加氫站建設(shè)的巨大成本、安全等問題依然是產(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,氫燃料電池比鋰電池更有發(fā)展前景,但從短期的經(jīng)濟(jì)效益來看,發(fā)展鋰電池比氫燃料電池更具市場競爭力。

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