为什么氢燃料电池是个笑话来自子王小油酱的**原创专栏最近,氢燃料电池火的不行,已然成为很多人心目中的彼岸。4月23日,工信部发言人黄利斌声称:“我们认为氢燃料电池汽车将与纯电动汽车长期并存互补,共同满足交通运输和人们的出行需要。”
抱歉打击你们,就像马斯克说的,这东西就是个笑话。
氢气主要的工业制备方法:
1、石油或天然气裂解制氢,在这个反应中,氢气只是副产品,所以不能直接大规模提高制氢的产能(类似盐湖的综合利用,产品众多,很难单独提高某个产品的产能)。
2、水煤气法制氢(用煤,C+H2O→CO+H2—热),主要用于合成氨厂,是号称成本最低的制氢方式。这种方式需要高温,在反应时损耗了大量的热量,根据
中国石化经济技术研究院的资料,生产每吨氢气(1.43*10^8焦耳)共需原料煤与燃料煤共13.6吨(3.99*10^8焦耳,此两项成本结构比例为77%),估算热效率为36%。
3、电解水制氢,目前号称最先进的SOEC电解制氢技术的热效率在55%左右,换句话说1度电只有0.55度能储存到氢气中。
氢燃料电池有个参数叫转换效率,意思是氢气中的单位热量能够转化为电能的比值,类似于热效率的概念。以燃料电池界大哥大丰田的燃料电池主打车Mirai为例,两个碳纤维+凯夫拉复合材质的储氢罐(你觉得光这俩罐子要多少钱?)可储存122.4L(5kg)氢气,焦耳热折合电量共198.6度(kwh),可输出电量114度,热效率57.4%。
OK,到这里有的人可能已经明白了:
1、使用水煤气法制氢,单位能量中 0.207(36%*57.4%)转化为电能,0.186转换为汽车动能(电机效率90%左右,据称永磁同步电机能达到95%以上,不考虑驱动系统效率)。
2、使用电解水制氢(假设我们用煤发电,100万千瓦机组热效率42%),单位能量中0.133(42%*55%*57.4%)转化为电能,0.119转换为动能。
3、使用内燃机(传统汽车),单位能量中0.35转换为动能(大部分汽车发动机热效率在35%左右)。
4、使用锂电池,单位能量中(42%*96%,锂电池充放电效率显著高于铅酸电池,据称能达到99%以上,此处按96%估算)0.4转化为电能,0.36转换为动能。
根据以上的估算,氢燃料电池的能源效率极低,根本谈不上绿色二字。如果考虑到整个过程中的固定资产投入(制氢厂,加氢站)与运输成本(氢气>汽油>电),氢燃料电池汽车的行驶成本将显著高于汽油车。据报道目前上海的加氢站价格为70元/kg,以此计算丰田Mirai每公里行驶成本0.7元(5kg氢气综合续航500KM,仅考虑燃料成本)。丰田凯美瑞每公里行驶成本0.43元(2.5L工信部百公里综合油耗6升)。特斯拉Model3每公里行驶成本0.23元(百公里耗电量12.7kwh,上海805个充电站平均价格1.83元/kwh),如果在家中充电,每公里行驶成本0.08元(0.6元/kwh)。
我曾强调,找到真正关键的问题,才是投资的核心。至此,氢燃料电池其他众多的缺点已无需罗列。我就想知道,谁会跟钱过不去呢???
很多人终其一生都不明白,经济才是人类社会运行的底层逻辑,效率才是那个永远的方向