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为什么电池电动汽车终将击败燃料电池汽车

 从未名湖畔 2023-02-20 发布于广东
2014-08-17 清佰(第68期) 新能源汽车产业周报

清佰华通

——中国新能源汽车领先的科技咨询机构

清佰摘要:

几个月前,Slashdot(一个资讯科技网站)刊登了一篇文章,询问汽车的未来是什么:是燃料电池汽车亦或是电池电动汽车。

奔驰、宝马、三菱、雷诺/日产尼桑、特斯拉,这些大牌汽车生产商已将重点投入电池电动汽车。 实际上,更早之前,特斯拉创始人ElonMusk更直斥燃料电池汽车就是垃圾。 不过,氢燃料电池汽车仍将会是一个可行的替代方案。

电池电动汽车终将代替燃料电池汽车,原因如下:

1.电力输送比氢气输送更加高效。 电网已经存在,而氢气由于很轻,输送必须是高压的,容易产生爆炸,难于输送; 相对已经存在的电网,使用燃料电池汽车要额外建设加氢站。

2.氢气生产成本高,使用氢气并不能使我们摆脱对化石燃料的依赖。 目前电解水生产氢气的成本是67美元/百万BTU,而天然气水蒸气重整生产氢气成本是11.5美元/百万BTU。 因此,目前所用95%的氢气来源于天然气水蒸气重整生产氢气。

3.充电站成本远小于加氢站成本。 特斯拉一个超级充电站的成本是20万美元,而一个加氢站的成本从50万美元到500万美元不等。

4.夜间充电使电动汽车更经济。 电动汽车夜间充电时,实际上是提高了电网的效率,因使用谷底电量导致的电费增加可以忽略不计。

5.环保效应。 大量电动汽车的使用就意味着石油使用量的减少,这必会导致油井、油轮、油轮卡车、管道、炼油厂和加油站的减少,最终改善环境。

目前由于电池技术所存在的障碍,比如价格昂贵、充电慢、充电次数少、容量小等,汽车改革呈现百花齐放的状态,有燃料电池汽车、混合动力汽车、传统的内燃机汽车和电池电动汽车,但是汽车的未来必然是电池电动汽车,今日的汽油汽车正如1984年的打字机终将会被电脑所取代。

说明:本文作者是布兰南汽车工程总裁Charlie Paglee。

原文:为什么电池电动汽车会击败燃料电池

去年,埃隆·马斯克(Elon Musk)直截了当地表示,燃料电池是胡说八道。几个月前,Slashdot发表了一篇文章,询问汽车的未来走向:燃料电池还是电池电动汽车。梅赛德斯、宝马、三菱、雷诺/日产,当然还有特斯拉都完全投资于电池驱动的电动汽车,但不知何故,氢燃料电池继续作为可行的替代品被提出来。

燃料电池,如汽油混合动力系统,充其量是汽车行业电气化的权宜之计。燃料电池的最佳质量、体积和成本预测与当前最先进的锂离子电池不匹配。随着电池变得越来越便宜,功率密度更高,充电时间更快,充电周期更长,燃料电池的任何商业案例都将完全消失。

2014年的石油动力汽车很像1984年的打字机。

在汽车工业中,燃料电池有两个目的:相当于(并且比内燃机更昂贵)的解决方案,以及解释电动汽车开发持续缺乏进展的借口。燃料电池只不过是汽车制造商推迟电池供电电动汽车并推动现状的宣传活动。

正如美国汽车工业在1970年代和1980年代低估了小型车的市场潜力一样,坚持燃料电池梦想的汽车制造商低估了电池驱动电动汽车的吸引力。燃料电池提供了一种完美的分心方式:一种通过承诺“未来”更好的解决方案来转移人们对电池供电电动汽车的注意力的方法,同时今天专注于汽车制造商最了解的商业模式:石油动力汽车。

插入电源成为事后的想法,但您每个月可以节省一两个小时。

驾驶电池供电的电动汽车的一个吸引人的事情是,您可以避免每周浪费 10-15 分钟开车到加油站加油。在你的日常生活中,你只是开车到你想去的地方,当你回到家时给你的车插上电源。插入成为事后的想法,只需要几秒钟,但结果是你每个月可以节省一两个小时。燃料电池汽车浪费了更多的时间加油,因为商业加氢站非常稀缺。美国只有12家。

电力输送比氢气效率高得多。电网已经存在。氢是一种难以置信的难以运输的气体,因为氢分子非常小。氢气存在处理问题,因为氢气会使金属脆化并且具有高度爆炸性。忘记从电解水中获得氢气:来自电解的工业氢气成本为 67 美元/百万 BTU,而来自天然气的氢气成本为 11.5 美元/百万 BTU。今天,95%的氢气生产来自天然气的蒸汽重整,因此即使使用氢燃料电池,我们对化石燃料的依赖也将继续下去。

特斯拉商业模式的成功,如果被其他主要汽车制造商复制,将大大减少石油市场,减少需求并降低燃料价格,使许多油井,油轮,油罐车,管道,炼油厂和加油站过时。随之而来的是它们造成的环境危害和污染。特斯拉超级充电站的成本约为200万美元,需要一次性安装由电网(或太阳能)供电的免维护充电设施。加氢站每个地点的成本从000万美元到500万美元不等。与建立氢气分销网络相关的成本使得燃料电池无法与电力竞争。

当电动汽车在夜间充电时,它们提高了电网的效率。今天,美国的电网从早上8点到午夜接近满负荷运行。然而,从午夜到早上8点,发电站的容量过剩,但它们不能只是关闭。发电站必须保持在线,所有这些额外的电力容量往往被浪费掉。在夜间将“浪费”的容量存储在电池中并在白天使用它来驱动将大大提高电网的效率而不会显着增加成本。石油、氢和乙醇无法与“几乎免费”竞争。

与建立氢气分配网络相关的成本使得燃料电池无法与电力竞争。

从EV1的铅酸电池到特斯拉的锂离子技术,电池的改进是巨大的。特斯拉的Gigafactory将推动电池行业的发展,以降低电池材料成本,提高功率密度,减轻重量并增加电池循环次数。最终的结果将是具有大存储容量的电池,重量只有几百磅,占用大约相当于发动机和油箱的体积,成本仅为今天成本的一小部分,并且使用寿命很长。当这一现实达到 - 并且会 - 燃料电池将变得无关紧要。

燃料电池的成本,加氢站的缺乏和现成的石油将确保内燃机混合动力传动系统作为首选的权宜之计解决方案的主导地位,直到纯电池驱动的电动汽车大规模采用。一些汽车制造商仍然专注于混合动力车,这些混合动力车将昂贵的电池组换成“无限”范围的内燃机。关于这是如何运作的一个快照:雪佛兰Volt的销量今年迄今下降了8.7%,而日产Leaf的销量增长了34%。

2014年的石油动力汽车很像1984年的打字机。特斯拉已经证明,不再需要采取权宜之计,纯电动汽车可以取得成功,就像苹果麦金塔在1984年证明计算机有一天会取代所有打字机一样。像Royal,Underwood,Remington和Olivetti这样的家喻户晓的打字机制造商已经消失了。IBM是唯一的例外,与30年前相比,今天是一家完全不同的公司。观察汽车行业在未来几年如何改变和重塑自我将是一件有趣的事情。


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