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未来,各自安好?| “电动车 vs 氢燃料电池车”系列
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“ Nikola Tesla rules!”

上次说到氢燃料在能效和单价方面目前毫无优势可言,所以氢燃料真的就一无是处了吗?这次就来为氢燃料刷一波存在感。
氢燃料的优势
能量密度
氢燃料是能量密度最高的能源之一,约为39kWh/kg;相比之下,75kWh版model 3仅约0.2kWh/kg(往下四舍五入了,电芯层面,参考:model 3电芯及电池包层面上的改进);汽油约为13kWh/㎏。

这意味着增加FCV的续航就像增加油箱的尺寸一样简单。而对于电动车来说,就意味着增加了数百公斤的重量,同时成本会增加数千美元。
因此,特斯拉可能正在努力用电动车改写着个人出行领域的历史。但电池可能在相当长的时间里,还不能替代仍然在使用燃油的类似海运和航空领域中的能源结构。而在上面所说的能量密度对比中可以看出,在这些领域里氢燃料可能就是很好的替代品。
Nikola Tesla
实际上一家名为Nikola的公司正在为欧洲推出一款氢燃料Semi,Nikola One,而且还接到了不少订单(这家公司还和特斯拉有些恩怨瓜葛,有兴趣的可以自己去搜一下哈~)。
氢燃料电池驱动的Semi - Nikola One
说到这儿,你是不是很自然会想到特斯拉不是也正在预备电动版的Semi吗?不过让Nikola Tesla组合去颠覆长途货运领域,这事儿不挺完美的事儿吗(向偶像致敬啊~)?
其实特斯拉没有透露的一个非常重要的细节是有效载荷的卡车的整备重量。这一点是至关重要的,因为大多数地区都对大型货运卡车设置了重量限制。续航500英里的特斯拉Semi可能需要大约1000kWh的电池,重量约为13,000磅(6,000㎏)。这意味着特斯拉Semi很可能会牺牲掉一些载荷重量,也就意味着每次运输的利润减少,需要更长的收支平衡时间。在这种情况下,FCV就有很大优势了。

加氢时间
FCV第二个优点是加氢时间短。对于燃油车而言,加一次油平均需要约5分钟。而对于电动车来说,普通家庭过夜充虽然需要一整晚,但使用便捷性上不受影响。但也不是所有人都有私人车库或是有条件安装专用充电桩,或者难免偶尔会来一次长途驾驶。
虽然目前的高功率快充设施正在快速发展着,但对于卡车那么大体量的电池来说,充电时间还是相当有挑战的(不过未来特斯拉V3超充不知用在Semi上实际效果会怎样,有待观望)。
适用于储能
氢的另一个优势是它不会因为闲置而自动消耗能量,而大家都知道电动车就算不开也会慢慢掉电的。这就让氢成为电网储能的绝佳选择,因为当电力需求达到峰值时,太阳和风不一定总是恰好给力。
安全性
或许我们也常会觉得高度压缩的氢燃料安全隐患会不会大一些,万一发生碰撞啥的…… 其实这一点不需要太担心,FCV实际上挺安全的。燃料罐是高度加固的,足以承受高强度的碰撞事故,特殊的通风口设计可以在发生任何事故之前安全地排出压缩氢气。
丰田做的氢燃料罐排气实验
因此,电池在获取能量和储能方面效率更高,但电池的制造需要非常高的前期投入;而氢的生产相比电池要消耗更多的能量,但作为燃料可以以更低的价格存储。
能源产业链
我们再看下两种新兴的能源会给整个相关产业链带来的影响。
首先,对于主机厂来说,不论是生产电动车、FCV或是燃油车,他们的努力方向是会跟着市场需求走的。对他们来说,本质上只是供应消费者想要的东西,并创造出健康的利润。
但是,还有能源、电力、石化…… 电力公司肯定准备要成为电动车革命的中心了。然而,石油巨头们可能会面临较大的危机。他们的业务依赖于为消费者提供消费者自己无法轻易制造出的产品。但是使用电动车,情况已经完全改变了。
所以毫不奇怪,像Exxon Mobil和Shell这样的石油巨头肯定会把氢燃料作为未来的转型方向。因此,在氢能的经济系统中,传统的石油公司可能会成为巨大的市场力量。
未来将如何?
日本计划在2020年东京冬奥会中推出“Hydrogen Society”的概念。日本对氢燃料是非常认真的,紧随其后的可能还有韩国。

电池技术一定还会不断进步,并且终能达到能量密度的突破性时刻(参考:电动车正在从各个层面提升)。氢燃料可能也是如此,其中制氢方法将继续改进,以求更高效。
所以,在未来的社会中我们将选择何种可再生能源?电池还是氢燃料?相信在不同的领域会有不同的、更经济有效的选择。要不要大力发展氢燃料产业?一定是有其价值的。

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