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世界各国都在布局氢能源产业 氢能源能否成为新能源的未来

时间:2021-09-22 14:33:40 来源:CBC金属网

内容描述:最近一系列能源领域的资本布局与产业政策似乎让心能飘向了氢能源的舞台中央,七月华为战略布局氢能,氢能源清概念股股下快速拉升。向来宁可慢人一步,也要保持严谨的德国人发布国家新能源战略计划,用87亿欧元砸出德国氢能产业。氢能源时代的产业政策似乎也在变化,国家逐步推出锂电池补贴政策。

最近时常听到一些自媒体唱衰锂电池新能源的声音,他们认为:新能源汽车都是骗人的,行驶里程短,充电麻烦,锂电池涉及到金属矿原材料开采和回收处理,并不环保,所以氢能汽车才是大势所趋,真的是这样吗?

氢能源的产业布局

最近一系列能源领域的资本布局与产业政策似乎让心能飘向了氢能源的舞台中央,七月华为战略布局氢能,氢能源清概念股股下快速拉升。

向来宁可慢人一步,也要保持严谨的德国人发布国家新能源战略计划,用87亿欧元砸出德国氢能产业。氢能源时代的产业政策似乎也在变化,国家逐步推出锂电池补贴政策。

十四五规划中氢能源与类脑智能、量子信息、基因技术等一起写入前瞻谋划未来产业,种种迹象似乎表明氢能正在以一种悄无声息的方式暗渡陈仓,所以我们现在的充电锂电池技术不行了吗?刚买的新能源车是不是被割韭菜了?

中国的锂电池新能源产业链

为了环境问题,世界各国都制定了传统燃油车禁售时间表,逐步退出传统内燃机汽车生产,发展新能源汽车。内燃机到电机的过渡中新能源两大阵营,锂电池和燃料电池应运而生。首当其冲的锂电池作为清洁能源,已经成为包括中国、美国、欧盟在内大部分经济体的发展中心,在中国更是发展出完整产业链,从锂矿开采到电池制造,再到整车的生产,孕育出赣锋锂业、宁德时代、比亚迪、蔚来、小鹏理想等一批优秀产业链企业。

面对庞大的消费市场和乘用车周期的见底回升,在政策扶持和资本入局下,中国培育出了全球最大的新能源汽车市场,以磷酸铁锂和三元锂电池为技术核心的锂电站稳了新能源汽车的技术坑位。

截至2019年初,中国锂电池产能占全球产能的73%,傲视群雄。此时不一样的声音出现:锂电池环保吗?锂电池充电太慢了,电池会不会自燃?

确实,锂电池不完美,相比燃油车平均续航短、充电时间长,电池也发生过自燃等事故,而且不算完全环保,寿命最长的磷酸锂电池也仅够循环使用,七到八年,废电池回收利用率并不高,处理不当,对环境的污染比二氧化碳更严重,所以新能源的第二条路线,燃料电池出现了,其中最环保的当属氢能源。

日本氢能源的发展历程

宇宙中超过75%都是氢元素,氢能的能量密度更是石油、天然气等化石燃料的三倍以上,高消费后发电建设成本,相比于其他能源都要的,最关键的是氢能源使用过程中,氢气和氧气发生化学反应,产出电能驱动汽车完全没有污染,而且充氢气价格相比汽油便宜且满气情况下行驶数百公里不在话下。

虽然丰田、松下等企业都曾投资特斯拉并且赚到盆满钵满,但日本企业却没有笃定锂电池的技术赛道。2014年,日本丰田突破了燃料电池技术,推出续航500公里,三分钟充满氢的四人新能源汽车MIRAI,但是销量平淡,2020年全球销量不足一万台,而且市场主要集中在消费力不足的日本国内。

2020年,距离福岛20公里,因为核事故而变成鬼城的浪江町市是突然建设了一座福岛氢能研究基地,成为全球最大氢能源生产地。其背后是日本举国之力,由日本国立的新能源产业技术综合开发机构牵头,东芝能源系统、东北电力、岩谷产业三家企业联合发起,他们的目标就是在新能源赛道上用氢能实现赶超。

日本赌上国运的押注氢能源赛道会成功吗?

其实答案就藏在氢能源与锂电池的技术路线之争中,氢能更环保、冲击更快、续航更久,所以很多人认为优势明显的氢能源更有未来,真的是这样吗?

特斯拉CEO马斯克曾狂喷氢能源,他表示氢燃料电池应该叫傻瓜推销,就是用在火箭上也不是个好主意,但至少不会像用在汽车上那么荒谬。

氢能源有哪些致命缺陷

首先从成本角度,氢气非常贵,氢能是燃料电池,在化学过程中也会用到电能,存在能量损耗,甚至需要使用一些昂贵的催化剂——铂金。

其次氢能存储与运输氢气的成本也不小,一般需要把氢气压缩成气态或者液态固态,用卡车、铁路或者货轮等方式运送,期间泄漏损耗约在10%左右,相比电网高效地传输电能,氢能运输成本很大。

天津大学机械工程学院姚春德教授曾举例,40吨的卡车一次只能运500公斤左右的氢气,一辆商用车百公里消耗约八到十公斤,氢气相当于运一车氢气只够给五辆车填满燃料,要换40吨的卡车去运输石油,大约可以运输25吨左右,两者效率差异可见一斑,再加上加氢站存储非常轻的氢气需要790个大气压,所以加氢站相比充电桩也昂贵许多。

再次,氢能在驱动汽车上当然环保,但生产氢气的过程,可没你想的那么绿色。工业氢气主要以煤、天然气或重油为原料的矿物燃料制氢以及电解水制氢,前者本身就是化石燃料,后者发电也需要传统能源接入,所以如果不使用太阳能、水能等再生能源生产氢气的传统工艺流程也是污染源。

最后是氢能源安全性问题,氢气爆炸的威力可想而知,早期的氢能汽车一度被禁止停放在封闭的地下停车场内。

所以,氢能源和锂电池之争的天平似乎完全倾向于锂电池这边。

为什么日本还孤注一掷笃定氢能路线呢?

有句话叫屁股决定脑袋,了解日本这个国家的发展史和武士道精神的人一定理解日本的决定,首先新能源的赛道日本不能输得太惨,所以一定要有日本方案,从日本国内技术路径看氢能就是最优解。

十年前的福岛核电事故已经让日本人谈核色变,且作为化石能源完全依赖进口的国家,日本的新能源方案的选项并不多,倒逼着电解水制氢成为首选,2013年,日本再复兴战略重点列出了氢能源的国策地位。

其次,日本国家狭小、人口密度高,对于那些幅员辽阔的国家而言建立大量氢气站是极不划算的。但对于日本来说,氢能虽然贵,但成本相对可控,而且日本在造船工业上水平极高,对于氢气的运输也在能力范围之内。

所以就算氢能贵,但对于日本产业和经济的路径依赖而言是相对便宜且独立的日本能源方案,那么日本就能通过发展氢能重现当年日本燃油这时代的工业奇迹吗?显然是不可能的。

目前,中国锂电池纯电汽车的崛起,依靠四大因素,庞大的消费市场、完整的供应链国家的大力支持,对低成本,高性能的核心技术的优化已经占据技术领先地位。

而日本在失去的30年后,消费市场早已没了活力,汽车供应链体系,在全球化下的优势并不显著,就算政府使出吃奶的劲儿扶持,成本高昂的氢能依旧难以推广开来,因此日本氢能方案举步维艰。

为什么中国也要战略布局氢能源呢?

中华民族懂得居安思危,也更加接受多元化的方案。首先,日本已经在氢能上探明了一条潜在的技术路径,在科技史上,任何一个小小的变量都可能影响一个技术的成本。如今,在日本骑虎难下的氢能汽车能否在未来中国智慧的加持下做成呢?我们不放弃任何的可能性。

其次,新能源汽车在未来更多的应用场景中,锂电与氢能技术上存在互补性,后者也具备发展与应用潜力,百年未有之大变局中,新能源的技术之争还没有落幕,但在时代洪流的裹挟中,中国有足够的资金发展多种能源路线,这也是基于我国能源国家安全角度考虑。

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