近日，有報(bào)道稱，在2019年，有望正式實(shí)施針對(duì)氫燃料電池汽車的“十城千輛”推廣計(jì)劃，其中北京、上海等多個(gè)主要城市有望列為發(fā)展城市。隨著氫燃料電池?zé)岫炔粩嗯噬偌由蠂?guó)家相關(guān)鼓勵(lì)政策的出臺(tái)，氫能源能否成為成為固體電池之外的另一個(gè)技術(shù)路線？

其實(shí)，不少汽車業(yè)內(nèi)人士宣稱，現(xiàn)階段的新能源汽車并沒(méi)有我們所想象的零排放，其中，三元鋰電池的原料開采以及后期組裝都將會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，而從電力構(gòu)成來(lái)看，熱電廠依舊占據(jù)了大部分的發(fā)電量，而后期新能源汽車報(bào)廢后，其電池回收處理也將對(duì)環(huán)境造成影響。因此，不少人表示，現(xiàn)階段的新能源汽車并不是“新能源”。

而從量產(chǎn)的氫能源汽車來(lái)看，其綜合續(xù)航在600-700公里之間，能量轉(zhuǎn)化率高達(dá)60—80%，并且排放僅為無(wú)污染的水，并且具備其加注時(shí)間短、整備質(zhì)量較輕等優(yōu)勢(shì)。因此，有人稱氫才是人類社會(huì)的終極清潔能源。

從國(guó)內(nèi)2018年推出的新能源補(bǔ)貼政策來(lái)看，已經(jīng)將氫燃料電池列為補(bǔ)貼對(duì)象，顯然，不管是車企還是政策導(dǎo)向，都不愿意在另一條新能源路線上落后對(duì)手太多，而從市場(chǎng)來(lái)看，國(guó)內(nèi)氫燃料電池研發(fā)已經(jīng)有所突破，距離量產(chǎn)已經(jīng)近在咫尺。

而在近日，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)針對(duì)氫燃料電池研發(fā)了一種新的催化 劑，解決了氫燃料電池一氧化碳“中毒休克”危機(jī)，延長(zhǎng)電池壽命，并大大拓寬了電池使用溫度環(huán)境，有望彌補(bǔ)固體能量電池對(duì)于環(huán)境溫度的影響，對(duì)于寒冷的北方可謂是一個(gè)利好信息了。

既然氫能源優(yōu)勢(shì)如此之多，為何面對(duì)固體能量電池路線卻節(jié)節(jié)敗退呢？

氫能電池能否快速崛起

想要了解這個(gè)問(wèn)題，我們就要從氫燃料電池根源說(shuō)起，其實(shí)氫燃料電池汽車（FCEV）早在1893年已經(jīng)提出了其技術(shù)路線，在長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展之中，由于其價(jià)格以及材料問(wèn)題，導(dǎo)致氫燃料電池始終無(wú)法大規(guī)模量產(chǎn)，直到2015年，豐田推出了第一款量產(chǎn)車型——Mirai，由此掀開了氫能源的市場(chǎng)之路。

很多人認(rèn)為，氫燃料電池由于成本問(wèn)題導(dǎo)致的市場(chǎng)化困難，尤其是燃料電池內(nèi)部采用的鉑元素，但從燃料電池使用量來(lái)看，100kW的燃料電池系統(tǒng)中使用的鉑含量為41.67g。如果按照500元/g計(jì)算，成本約為20833元，相比50萬(wàn)左右的燃料電池汽車而言，催化劑以及質(zhì)子交換膜都不是市場(chǎng)化阻礙的關(guān)鍵。

我們通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，制約氫燃料電池汽車發(fā)展的關(guān)鍵，恰恰是氫氣的運(yùn)輸。氫氣的生產(chǎn)并不像我們所想象中的采用電解獲得，而是石油、煤、乙烯等原料進(jìn)行處理時(shí)會(huì)以副產(chǎn)品的形式獲得，成本極低。中石化資料顯示，其年產(chǎn)氫氣在200～300萬(wàn)噸，成本為20元～30元/噸，聯(lián)想到氫燃料電池汽車加氣量約為6-7Kg，續(xù)航就可達(dá)600-700公里，其成本優(yōu)勢(shì)是極為驚人的。

但由于產(chǎn)地和使用地距離問(wèn)題，導(dǎo)致氫氣運(yùn)輸成為了一個(gè)大問(wèn)題，氫氣具有一個(gè)非常特殊的現(xiàn)象——氫脆，在壓力超過(guò)一定壓力和溫度的情況下，氫氣會(huì)逃逸到金屬中，造成金屬材料的脆化，因此，不能采用普通的鋼瓶運(yùn)輸。此外，加氫站建設(shè)成本極高，這也變相提升了氫氣的價(jià)格。

從豐田Mirai加氣成本來(lái)看，其價(jià)格約為39元/kg，其中氫氣成本約占45%，運(yùn)輸成本約占20%以上，而特斯拉model s百公里耗電20kwh，約合16元。氫氣的運(yùn)輸成本居高不下，成為了制約氫燃料電池發(fā)展的一道障礙。

固體能量電池的瓶頸

相比氫燃料電池，鋰電池?zé)o論是原料還是產(chǎn)業(yè)鏈方面都已經(jīng)非常成熟，大批量的生產(chǎn)導(dǎo)致其成本優(yōu)勢(shì)明顯，此外，技術(shù)難度較小。

但在新能源補(bǔ)貼政策的倒逼之下，固體能量電池開始遇到了發(fā)展的瓶頸，其能量密度提升開始面臨著更多的困難，勉強(qiáng)在政策的邊緣徘徊。以松下與特斯拉聯(lián)合推出的21700的NCA電池為例，其單體能量密度接近300Wh/kg，而國(guó)內(nèi)電池企業(yè)基于NCM架構(gòu)打造的NCM811電池，其能量密度僅為250Wh/kg。并且隨著單體密度提升，其熱穩(wěn)定性差、充放電脹氣等問(wèn)題更為明顯。

雖然可以通過(guò)電池管理系統(tǒng)加以控制，但也可看出，三元鋰電池的發(fā)展已經(jīng)放慢了速度。此外，寄予厚望的石墨烯電池技術(shù)也遲遲未能突破，僅靠不斷加大電池?cái)?shù)量提升續(xù)航的發(fā)展路線已經(jīng)展現(xiàn)出了其發(fā)展局限性。



氫燃料電池能否規(guī)模化普及，這其中有政策以及資本市場(chǎng)的推動(dòng)，更有三元鋰電池放慢發(fā)展的襯托，不過(guò)，氫燃料電池有加注時(shí)間以及溫度工作區(qū)間等優(yōu)勢(shì)，對(duì)于寒冷的北方以及充電不方便的區(qū)域，將成為純電動(dòng)汽車的有效補(bǔ)充。但可以預(yù)見(jiàn)，氫燃料電池汽車剛剛走過(guò)起跑線，未來(lái)發(fā)展值得期待。