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未來,各自安好?| “電動車 vs 氫燃料電池車”系列

“ Nikola Tesla rules!”

上次說到氫燃料在能效和單價方面目前毫無優勢可言,所以氫燃料真的就一無是處了嗎?這次就來為氫燃料刷一波存在感。
氫燃料的優勢
能量密度
氫燃料是能量密度最高的能源之一,約為39kWh/kg;相比之下,75kWh版model 3僅約0.2kWh/kg(往下四舍五入了,電芯層面,參考:model 3電芯及電池包層面上的改進);汽油約為13kWh/㎏。
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這意味著增加FCV的續航就像增加油箱的尺寸一樣簡單。而對于電動車來說,就意味著增加了數百公斤的重量,同時成本會增加數千美元。
因此,特斯拉可能正在努力用電動車改寫著個人出行領域的歷史。但電池可能在相當長的時間里,還不能替代仍然在使用燃油的類似海運和航空領域中的能源結構。而在上面所說的能量密度對比中可以看出,在這些領域里氫燃料可能就是很好的替代品。
Nikola Tesla
實際上一家名為Nikola的公司正在為歐洲推出一款氫燃料Semi,Nikola One,而且還接到了不少訂單(這家公司還和特斯拉有些恩怨瓜葛,有興趣的可以自己去搜一下哈~)。
222.jpg氫燃料電池驅動的Semi - Nikola One
說到這兒,你是不是很自然會想到特斯拉不是也正在預備電動版的Semi嗎?不過讓Nikola Tesla組合去顛覆長途貨運領域,這事兒不挺完美的事兒嗎(向偶像致敬啊~)?
其實特斯拉沒有透露的一個非常重要的細節是有效載荷的卡車的整備重量。這一點是至關重要的,因為大多數地區都對大型貨運卡車設置了重量限制。續航500英里的特斯拉Semi可能需要大約1000kWh的電池,重量約為13,000磅(6,000㎏)。這意味著特斯拉Semi很可能會犧牲掉一些載荷重量,也就意味著每次運輸的利潤減少,需要更長的收支平衡時間。在這種情況下,FCV就有很大優勢了。
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加氫時間
FCV第二個優點是加氫時間短。對于燃油車而言,加一次油平均需要約5分鐘。而對于電動車來說,普通家庭過夜充雖然需要一整晚,但使用便捷性上不受影響。但也不是所有人都有私人車庫或是有條件安裝專用充電樁,或者難免偶爾會來一次長途駕駛。
雖然目前的高功率快充設施正在快速發展著,但對于卡車那么大體量的電池來說,充電時間還是相當有挑戰的(不過未來特斯拉V3超充不知用在Semi上實際效果會怎樣,有待觀望)。
適用于儲能
氫的另一個優勢是它不會因為閑置而自動消耗能量,而大家都知道電動車就算不開也會慢慢掉電的。這就讓氫成為電網儲能的絕佳選擇,因為當電力需求達到峰值時,太陽和風不一定總是恰好給力。
安全性
或許我們也常會覺得高度壓縮的氫燃料安全隱患會不會大一些,萬一發生碰撞啥的…… 其實這一點不需要太擔心,FCV實際上挺安全的。燃料罐是高度加固的,足以承受高強度的碰撞事故,特殊的通風口設計可以在發生任何事故之前安全地排出壓縮氫氣。
444.jpg豐田做的氫燃料罐排氣實驗
因此,電池在獲取能量和儲能方面效率更高,但電池的制造需要非常高的前期投入;而氫的生產相比電池要消耗更多的能量,但作為燃料可以以更低的價格存儲。
能源產業鏈
我們再看下兩種新興的能源會給整個相關產業鏈帶來的影響。
首先,對于主機廠來說,不論是生產電動車、FCV或是燃油車,他們的努力方向是會跟著市場需求走的。對他們來說,本質上只是供應消費者想要的東西,并創造出健康的利潤。
但是,還有能源、電力、石化…… 電力公司肯定準備要成為電動車革命的中心了。然而,石油巨頭們可能會面臨較大的危機。他們的業務依賴于為消費者提供消費者自己無法輕易制造出的產品。但是使用電動車,情況已經完全改變了。
所以毫不奇怪,像Exxon Mobil和Shell這樣的石油巨頭肯定會把氫燃料作為未來的轉型方向。因此,在氫能的經濟系統中,傳統的石油公司可能會成為巨大的市場力量。
未來將如何?
日本計劃在2020年東京冬奧會中推出“Hydrogen Society”的概念。日本對氫燃料是非常認真的,緊隨其后的可能還有韓國。
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電池技術一定還會不斷進步,并且終能達到能量密度的突破性時刻(參考:電動車正在從各個層面提升)。氫燃料可能也是如此,其中制氫方法將繼續改進,以求更高效。
所以,在未來的社會中我們將選擇何種可再生能源?電池還是氫燃料?相信在不同的領域會有不同的、更經濟有效的選擇。要不要大力發展氫燃料產業?一定是有其價值的。

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