氢能才是电动车的未来？专家：氢能干不过电池

氢一直被吹捧为乘用车的未来。氢燃料电池电动汽车（FCEV）仅依靠加油站的加压氢气运行，其废气产生的碳排放量为零。 它可以像化石燃料一样快地充满，并且提供与汽油相似的行驶距离。

它得到了一些重量级的支持，例如与丰田合作，在2020年后推出第二代Mirai。

加拿大氢气和燃料电池协会最近发布了一份赞扬氢气车辆的报告。 它说，除其他外，碳足迹比电动汽车好一个数量级：每公里产生2.7克二氧化碳，而后者是每公里20.9克。

尽管如此，我认为氢燃料电池是一个有缺陷的概念。 我确实认为，氢将通过取代工业和家庭供暖中的天然气在实现零碳净排放中发挥重要作用。

但是我很难看到氢能如何与电动汽车竞争，这一观点在最近的两项声明中得到了加强：

BloombergNEF的一份报告总结道："整个汽车，公共汽车和轻型卡车市场似乎都将采用电池电力技术，这是比燃料电池更便宜的解决方案。"同时，大众汽车发表声明，比较了这些技术的能源效率。 该公司表示，"结论很明确"。 "就乘用车而言，一切都支持电池，而几乎没有支持氢的。"

氢气效率问题

氢效率低下的原因是，为了驱动汽车，能量必须从电线转移到气体再转移到电线。 有时将其称为能量矢量跃迁。

让我们拿一台可再生能源（例如风力涡轮机）产生的100瓦电力。 为了为FCEV提供动力，必须将能量转化为氢，可能需要使其通过水（电解过程）。 这大约是75％的能源效率，因此大约有四分之一的电力会自动丢失。

产生的氢气必须压缩，冷却并运输到氢气站，该过程的效率约为90％。 氢气进入车内后，需要将其转化为电能，效率达到60％。 最终，用于使车辆行驶的电动机所用的电效率约为95％。 总计只使用了原始电量的38％-也就是100瓦中的38瓦。

对于电动汽车，能量从源头到汽车一直通过电线运行。 在通过电网的过程中，来自同一台涡轮机的相同100瓦功率会损失大约5％的效率（对于氢气，我假设转换是在风电场现场进行的）。

通过对锂离子电池进行充电和放电，您还将损失10％的能量，另外，通过使用电力使车辆行驶也将损失5％的能量。 因此，您的功耗降至80瓦。

换句话说，氢燃料电池需要两倍的能量。 引用宝马的话："因此，电动汽车动力链的整体效率仅为[电动汽车]的一半。"

道路上大约有500万辆电动汽车，而且销量一直在强劲增长。

充其量仅占全球总量的0.5％，尽管与氢能处于不同的联盟，而氢能到2019年底已在全球实现了约7,500辆汽车的销售。

氢气仍然只有很少的加油站，在冠状病毒流行期间，建造加氢站几乎不是要优先考虑的事，但是从长远来看，发烧友会比电动车受益匪浅：驾驶员可以更快地加油，并且每辆"油箱"可以行驶得更远 "。 像我一样，由于这些原因，许多人仍然不愿购买电动汽车。

电动汽车的年销售量超过一百万，中国正在展示如何解决这些问题。 该基础设施正在建设中，以使车主能够迅速进入前院并更换电池。 总部位于上海的汽车制造商蔚来汽车（NIO）声称在这些车站的换乘时间为3分钟。

中国正计划建造大量此类设施。 BJEV是汽车制造商北汽集团的电动汽车子公司，将在未来几年内投资13亿欧元（12亿英镑）在全国范围内建立3,000个电池充电站。

这不仅可以解决潜在电动车车主的"航程焦虑"，而且还可以解决他们的高昂成本。 电池约占电动汽车平均销售价格的25％，仍比汽油或柴油等效产品高出一些。

通过使用交换概念，可以租用电池，其中一部分交换费用是租用费。 这将降低购买成本，并激励公众参与。 交换电池也可以使用多余的可再生电力充电-这对环境具有巨大的积极意义。

诚然，这种概念要求电池技术达到一定程度的标准化，这可能不符合欧洲汽车制造商的喜好。 电池技术很快就能为一百万英里的汽车提供动力这一事实可能会使这种商业模式更具吸引力。

由于它们需要非常大的电池，因此对于货车或卡车等较重的车辆而言，它可能无法工作。 在这里，氢气可能确实排在最前面。

总而言之，不管是在制造成本、转换效率、以及使用环境来看，氢能完全不如电动车来得实在，所以说氢能汽车真的竞争不过电动汽车。