氢燃料电池汽车相比电动车，有哪些优劣势？

图片：Nerivill / CC0

张抗抗，电动汽车/3D打印

早在十几年前，我还在念书的时辰，凭借零污染、可再生、加氢快、续航足等优势，氢燃料电池手艺在理论上完爆石油与锂电池，被誉为车用能源的“最终形式”。

美中不足的是，氢燃料电池手艺的财产化进度一向很慢，迟迟无法落地，经常被放在 2050 年这个标准的“前景”上去会商。于是我们戏谑：氢燃料电池是将来的完美手艺，但它永远只存在于将来！

在曩昔十年中，因为锂电池手艺及财产化的突飞大进，氢燃料电池手艺被过度不放在眼里。而比来一两年，氢燃料电池又从头引起了注重，原因之一就是纯电动车碰到了两个硬核问题：

续航卡鄙人一代锂电池手艺冲破：跟着电动车行业的敏捷崛起，消费者的选择越来越多，响应的，对续航也会在知足日常利用环境的要求下逐渐提高。假设若一辆纯电车工况续航能达到 800 公里，这也许需要依靠于下一代锂电池手艺的冲破。
能量密度卡在物理化学的极限：锂电池能量密度太低，若以多堆电池的方式增添续航，就会造当作过多能量华侈在运输电池自己的尴尬环境，既不经济，也不合理。(这一点的深切阐发，可以参考之前的一个回覆：爱驰汽车刚推出的电动超跑号称续航有可能实现吗? 在曩昔十年中，锂电池的能量密度已经提高了 2.5 倍，就不克不及再给力一点，再提高 2 倍吗？ 谜底是很坚苦，因为这种涉及物理化学道理的工具，不成能遵循摩尔心猿意马律，再晋升就触碰着了平安极限，机能与平安不成兼得了。要想解决这个问题，得在锂固态电池的手艺路线上尽力了。

东方不亮西方亮。消费者在对于纯电动续航里程和充电时候上的等候，不恰是氢燃料电池的拿手好戏吗？良多方面，氢燃料汽车避免了纯电车的短板，反而与传统燃油车的特征很像，例如：

氢气的能量密度比燃油大，比锂电池高上百倍。我们都知道，燃油与氢气释放能量都是一个氧化过程，要么是原子量为 12 的碳被氧化、要么是原子量为 1 的氢被氧化。汽油柴油都是碳氢化合物，而氢气只含氢，所以能量密度甚至更高。当然，考虑到比油箱复杂得多的储氢系统，环境会纷歧样。
加氢与加油都只需要三五分钟。如斯一来，车本家儿就不必处处找充电桩，免除充电期待的时候了。当然，加氢站不像加油站处处都是，根本举措措施扶植是个问题。

如斯说来，在续航与充能方面，氢燃料电池车与传统燃油车，真的很像啊！只不外一个是烧油，一个是烧氢。既然这么像，咱们为啥不直接用传统燃油车，还要开辟氢燃料电池车呢？谜底就是，相对于传统燃油车，氢燃料电池车同时具有节能减排的新能源车属性：

减排：氢燃料电池的反映方程式很是简单：氢气 + 氧气→水。不仅没有氮氧化物这种有毒气体，就连二氧化碳都没有啊！当然，这一点与电动车碳排放的争议相似，从全生命周期的角度来看，制氢是免不了有碳排放的。今朝的本家儿流不雅点是：即即是考虑 70%的火电，纯电动车的碳排放仍是优于燃油车，氢燃料电池车则与纯电动半斤八两或更好。
可再生能源：相对地柴油汽油，氢能源最大的优势就是可再生。除了工业副产物制氢之外，还能经由过程煤制氢、操纵谷电电解水制氢等，全生命周期的能源效率要优于汽油柴油。退一万步讲，能源效率还不如汽油柴油，但氢能源作为可再生能源，对石油对外依靠很强的中国、日原本说，依然是很有吸引力的选项。

和电动车比拟，氢燃料电池车续航足、加氢快；和传统燃油车比，氢燃料电池车又具有节能减排的属性。固然和双方比都有优势，但遍及认为燃料电池的财产化历程，要比纯电动慢 5-10 年，原因就在于有几个待解决的关头问题：

车载储氢手艺：要论同样的重量，氢气的能量密度不低。然而，汽油柴油在天然前提下就是液体，而氢气要压缩当作液体，还要包管平安，就需要一个挺大的储氢系统了。今朝 70 兆怕的储氢系统，能量密度才每升 800Wh。
燃料电池手艺：本家儿如果膜电极与空压机手艺。一个是寿命问题，国内还只能做到几千小时经久，日本丰田已经可以做到上万甚至几万小时；别的一个就是供给链问题，良多部件还依靠进口，当作本大大上升。
加氢站根本举措措施扶植：纯电动车今朝面对充电未便的根本举措措施问题，氢燃料电池车也逃不外，甚至更严重。纯电动车固然充电慢，但除了超等快充站，在家里、单元里也能慢慢充，勉强可以用。若出行特征比力纪律，甚至还挺便利，究竟结果在家充电也免得跑加油站了，用车当作本也更低。

氢燃料电池车没法子在家里加氢，只能依靠于加氢站；而加氢站当作本很高，若用户规模不起来，那就得持续赔本运营，这种鸡生蛋、蛋生鸡的问题就很是难解决。所以遍及认为氢燃料电池车应该先应用在商用车上，因为商用车的路线比力纪律，对加氢站数目的需求就比力小了。

除此之外，当前的工业副产物氢的纯度不敷，在进一步提纯之前，无法直接用于氢燃料电池系统。

电动汽车与氢燃料电池汽车是对立的吗？

对大大都人来说，氢燃料电池车可能是于 2018 年第一次进入公家视野。

有媒体将拜候日本丰田事务过度解读，说国内电动汽车手艺路线将改弦更张，几千亿补助打了水漂之类的，想象力丰硕。这种说法，现实上就是将氢燃料电池与电动汽车两个手艺路线对立了起来。现实环境是这样吗？

起首我们看一下氢燃料电池车的工作道理

氢燃料电池策动机，固然叫做策动机，但并不直接输出扭转。更精确地说，它是一台“发电机”，输出电能驱动电机，同时也可以给锂电池充电。

这个布局图怎么有点似曾了解？对了，这不就是串联式夹杂动力汽车吗？事实上简直如斯，包罗丰田 Mirai 在内，氢燃料电池车都是“锂电池”+“燃料电池策动机”的夹杂体，区别只是谁的当作分多一点，谁的少一点而已

若是电池大一点、可外接充电，那不就当作了增程式电动汽车，和李想的抱负智造 ONE 差不多啦？其实，就是差不多，只不外李想的增程式是烧油的，而氢燃料电池车的增程器是“烧”氢气的，这就是最本家儿要的区别！

所以说，氢燃料电池车良多环境下，也是增程式电动汽车。既然二者在手艺素质上就有如斯深的渊源，那么贸然地将两个手艺路线置于针锋相对的位置，必定是不合理的。

理性的不雅点应该是，电动汽车路线与氢燃料电池手艺路线是互补的、相辅相当作的。目光久远的汽车企业，必定不会把这两个路线对立起来。就拿丰田来说，别看它此刻力推氢燃料电池，把专利都免费公开了，心窝子都快掏出来了，但在它的计谋规划中，氢燃料电池的份额也只是和纯电动差不多。

再举个例子，对氢燃料电池手艺不太热衷奥迪(可以必然水平上代表是公共集团的设法)，在它的计谋规划中，也是给氢燃料电池车一席之地的。

国内的 3 家典型企业

谈起电动汽车，吃瓜群众立即就能想到蔚来、威马、小鹏、荣威等一系列品牌，但谈起氢燃料电池车，大师生怕还没什么印象。所以在此筹办简单介绍 3 家典型相关企业。

第一家是国企，是国内规模最大、综合实力最强的上汽。

上汽启动氢燃料电池项目较早，与清华、同济等高校合作，活着博会上就起头试运行了。2016 年的时辰，推出了国内独一一条目荣威 950 氢燃料电池乘用车，并采用了进步前辈的 70 兆帕储氢系统。

第二家可能有点出乎料想，这是一家造车新势力——爱驰汽车。

事实上，其德国子公司爱驰恭博的 Gumpert Nathalie，就是一辆甲醇燃料电池跑车。这条目跑车由奥迪 quattro 之父 Roland Gumpert 亲自操刀设计，百公里加快 2.5 秒，续航 1000 公里。

值得说道的是，Gumpert Nathalie 是甲醇燃料电池，而不是氢燃料电池。甲醇燃料电池分两种：

一种是甲醇重整制氢，半斤八两于在氢燃料电池系统前，增添了一个甲醇制氢装配。这种甲醇燃料电池的长处是反映温度高。
另一种就是直接将甲醇替代氢气，作为燃料电池系统的燃料。

爱驰 Gumpert Nathalie 采用的是甲醇重整制氢的手艺方案，看似是增添了系统复杂度，但在氢气的制取、运输与储存等相关财产链问题的解决都还没有时候表的环境下，不掉为一种快刀斩乱麻的优异方案。

甲醇重整制氢的手艺方案现实上就是将氢气的制取、运输与储存等环节，都揽当作本身公司的活儿了，这样做固然可以不依靠于财产链跑得更快，但系统集当作与验证的挑战性也会更高。近日，爱驰汽车注资丹麦甲醇燃料电池系统开辟商 Blue World Technologies，将大大加速研发速度。

客岁差不多这个时辰，看到了爱驰推出 Gumpert Nathalie，心想造车新势力原本就资本有限，怎么还分出精神去搞“只属于将来的”燃料电池手艺呢。那个时辰，整个行业对氢燃料电池仍是偏灰心，甚至是冷视的。没想到一年之后，否极泰来，氢燃料电池又有当作为核心的趋向，只能说爱驰的计谋目光仍是很犀利的。

第三家企业不是整车企业，而是燃料电池焦点零部件供给商亿华通。

亿华通是依托清华大学于 2004 年当作立的，专注于氢燃料电池手艺十几年。这十几年间，氢燃料电池手艺大局一向不景气，亿华通是一向飘摇，但一向对峙搞手艺研发。在念书时代有过交集，所以我也比力熟悉，一向不太看好……

没想到，对峙十几年亿华通终于站在了国内手艺的领头羊位置，比及氢燃料电池手艺否极泰来，又恰逢科创板创立，真的是双喜临门。不得不说，真是一段守得云开见天明的传奇故事！

发表于 2019-04-13 21:30
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