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燃料电池再掀热潮,动力电池受冲击?

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燃料电池再掀热潮,动力电池受冲击?

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今年九月,佛山南海丹灶加氢站正式投入运营,燃料电池又在电池圈掀起一番热议,人们纷纷猜测:氢燃料电池会不会颠覆整个电池产业,动力电池是否会因此而终结?

何为氢燃料电池

燃料电池是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置它从外表上看有正负极和电解质等,像一个蓄电池,但实质上它不能储电而是一个发电厂燃料电池汽车是电动汽车的一种,其核心部件氢燃料电池。通过氢气和氧气的化学作用,而不是经过燃烧,直接变成电能动力。燃料电池汽车的氢燃料能通过几种途径得到,有些车辆直接携带着纯氢燃料,另外一些车辆有可能装有燃料重整器,能将烃类燃料转化为富氢气体。氢燃料电池的反应结果会产生极少的二氧化碳和氮氧化物,副产品主要产生水,因此被称为绿色新型环保汽车。

氢燃料电池推广困难重重

液态氢运输与储存成本

据了解,一个氢气站建造需要花费至少1200RMB,因为氢气的主储存罐需要至少 -250 摄氏度的温度存储液态氢气,和天然气或燃油不同,液态氢气需要保存在一个特殊的区域,与泵分离,液态氢气会先在汽化塔内转化成气体,才能加压传输给更小的储罐。

技术壁垒亟待突破

事实上,现阶段燃料电池所面临的主要挑战是成本、寿命和性能。氢燃料的主要成本包括贵金属催化剂、氢质子膜、双电机板等,由于批量化生产不多,所以导致氢燃料的成本要比锂电池贵。其次,燃料电池的寿命离真正使用还有一定距离。另一方面,氢燃料电池功率性不强,也就是瞬间启动的能力不强,从氢燃料启动到电能的转换大概需要10秒的延时,这是燃料本身无法解决的问题。目前国外车企通过将氢燃料电池作为主驱动能源,在此基础上加少量锂电,在瞬间启动时使用,再转换至氢燃料电池来解决。

更有资料显示,目前世界上最好的氢燃料电池的理论寿命也只停留在8000-10000小时(若按每天工作4小时计算,氢燃料电池的使用时间约为5-6),而三元锂电池寿命理论上能达到4000个周期(相当于8-10)。如北京奥运会、上海世博会期间也曾使用过燃料电池汽车,但随后两地因燃料电池寿命不过关,且政府没有长期经费支持,燃料电池汽车的使用也基本陷入沉寂。

此外,氢燃料汽车的发展面临的最主要问题是没有公共服务站。业内人士提出,加氢站的背后,是一整套氢能源生产和运输网络作为支撑,氢气本身的安全问题、加注氢燃料时的安全及操作过程中的安全问题都需要解决好。研究报告分析指出,氢气作为新兴能源其实安全应用已经十分成熟。现有的燃料电池车辆安全设计可以有效地解决氢气泄漏问题,但由于氢气非常活跃,在剧烈碰撞等条件下很容易发生爆炸,与锂电池车相比,燃料电池车的安全系数就显得略低一筹了。

充电配置与加氢站布局对比

相对于受限颇多的氢燃料电池,锂电池的发展就要成熟的多。以前,充电效率一直是电动汽车的诟病,但这一局限已在不断突破,并取得了显著成效。据宝马介绍,在3.2kW的无线充电功率下,530e混动车型中配置的9.4kWh的电池组可以在3.5个小时内充满电,这与使用电线充电的速率相当,且在电动模式下可以行驶16英里(约26公里)。据了解,普通家庭轿车快充模式下半小时左右就能充满电。

中国充电联盟(EVCIPA)统计,截至20176月,联盟内成员单位总计上报公共充电桩171609(其中交流充电桩62337个、直流充电桩43212个、交直流一体充电桩66060),充电接口173678个,基本可以满足电动汽车的日常充电使用。而放眼加氢站的建设,目前仅有北京、上海、河南郑州、广东云浮、佛山丹灶五座加氢站正常运营,佛山丹灶加氢站是全国首个全商业化运营的加氢站,储氢能力达360公斤,每天仅能满足10辆氢燃料电池公交车和20辆氢燃料电池轿车加注氢气。

动力电池回收处理与资源化利用

动力电池电动汽车的可持续性发展主要局限于报废后的动力电池回收与循环利用上,但随着科研的进步,这一瓶颈也在不断突破。为支持新能源汽车的发展,国家及相关部门相继出台了相关政策、标准规范行业发展。今年,《车用动力电池回收利用 拆解规范》、《车用动力电池回收利用 余能检测》、《电动汽车用动力蓄电池产品规格尺寸》、《汽车动力蓄电池编码规则》等动力电池国家标准陆续出台,对废旧动力电池的回收和拆解做出了严格的要求和技术规范,以保证退役动力电池环保处理和循环利用。

邦普集团副总裁、湖南邦普汽车循环科技有限公司总经理余海军在新能源汽车报的采访中提到:依照邦普目前的回收技术水平,回收率已经超过了98.5%,镍、钴、锰等主元素回收率甚至更高,此外还攻克了电池中正负极片铜铝分离难的行业技术难题。据了解,邦普依托“定向循环”这一专利技术,真正实现了废旧电池的全生命周期绿色闭路循环。因此,只要动力电池能继续坚持走绿色循环可持续发展的道路,那么肯定不会惨遭市场的淘汰。

有分析人士认为,考虑到技术差距、高成本及配套设施的薄弱,燃料电池电动汽车恐怕难以在短期内大规模商业化运营。总而言之,无论燃料电池汽车是否能商业化普及,动力电池都将会是新能源汽车中不可或缺的重要角色。

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