新能源车的尽头是氢能？
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发布时间：2022-04-19 16:42
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时间：2023-08-28 14:35
没有绝对的取代关系，只有局部环境的适配。
这个世界本身就不单纯是电能和氢能的竞争，美国玩页岩气，欧洲玩天然气，各家有各家的优势，最终取决于哪种优势更适合自己。
背景
这个世界上大多数*的颁布、施行，依据是本国不同的实际国情。就以石油为例，沙特·阿拉伯这么巨大的石油储备量，它们到底有多大的动力发展可再生能源？当美元和石油挂钩之后，美国逐渐从石油进口国转向石油出口国，沙特心里怎么想，美国心里又怎么想？
沙特想的是，美国开始抢原油市场，加入竞争了，一定要进行全力打击。美国想的是，因为页岩油总体成本偏高，无论用何种方式，战争、外交、*都要让全球石油维持一个不高不低的位置。
在美国国内又是完全不同的想法，从尼克松总统签订《美国国家环保*法》，加州成立空气质量委员会开始，即便美国拥有大量的石油，也要尽可能发展节能技术、电动技术。
中国怎么想？中国开始成为世界上最大的原油进口国，富煤少油，资源结构要不要调整，要不要摆脱对石油的*，要不要改善环境？减少对石油的依赖，增加煤炭的利用率，同时改善环境，增加可再生能源的开发。为了在汽车上形成竞争力，大力发展纯电动汽车。
日本又怎么想？资源贫瘠，位置不佳，日本极大概率不会忘记珍珠港之前，美国掐断日本石油供给线路的手法。前期以发展节油为主，减少对石油的依赖，后续希望发展纯电动，1970年以东京电力公司开始大力建设核电站，实现能源替代，只可惜福岛悲剧葬送了这项规划。至今日本国内电力供应不稳，但减少能源进口依然是主线，所以日本更喜欢发展氢能源。
可是日本为什么偏偏就选中氢能源，而不是其他，比如甲烷燃料电池等等？答案也很国情，因为天然气类能源的标准不掌握在日本手里，「一流的企业做标准，二流的企业做品牌，三流的企业做产品」。
设施
如果要探讨这个问题，不妨想象两个场景。
场景一：
当一个城市的充电配套设施十分完善，电池技术依然没得到重大突破，但纯电动汽车已经实现了600公里左右的平均续航，快充时间为一个小时左右，家里停车位安装了20千瓦的慢充充电桩。
场景二：
城市中原来的加油站换成了加氢站，每台氢燃料汽车可以实现500公里以上的续航，但是加氢时间和过去加油时间差不多。
你愿意选择哪种？以最理想的状况，聪明的你不难发现，如果选择场景二，其实是选择延续旧的汽车使用习惯，即过去100年的习惯再延续100年。如果是场景一，则汽车摆脱了「主动」去加油这项行为，是一种「新时代」下的出行方式。
以中国的现状，大量的充电站、充电桩的建设，尤其是国家电网、南方电网以及合资车企充分进入充电桩布局，新建商场已经开始单独开辟充电车位这一点来看，一二线城市的纯电动出行体验是必然优于原有加油的方式。
那在经济不算发达的三四线或者乡村，因为自由灵活性，充电条件反倒比一二线更加理想，人人都住House，随便一根3.5千瓦的插座就能充电。
纯电动出行应该是中国未来的绝对主流，这主要考虑到中国电网在一二三线城市的高度发达，尤其是经济最为发达的东部地区，电可以到达任何地方。一个城市的用电量极其巨大，充分发挥纯电动汽车，实现「削峰填谷」的目的更加有效。
中国现阶段的发展就是这样，电的来源方式有许多，在能源上也更倾向于「电」这种方式，从水能、风能、太阳能、生物能（沼气）、地热能（包括地源和水源），只要建立一整套完整的输电网，就打通了全部。
氢能
氢能有两个优点：1、干净卫生，氢气燃烧后的产物是水，不会污染环境。2、氢气在燃烧时比汽油的发热量高。这决定了氢能的用途。
关于第一点，结果确实如此，但同样有一个来源的问题。就如同发电一样，如果污染制氢，就另当别论了。至于第二点，这是氢能最大的优势。
只可惜，消费者可能只看到最终的结果，没看到整条产业链的因果逻辑，这条产业链包括了，氢从哪里来，氢到哪里去？为什么要制氢？这一系列的疑问。
简单从氢的来源入手，氢大概来自五个方面：副产品氢气、化石燃料制氢、电解水、生物能源制氢以及太阳能。
在冶铁、制碱等高温工业领域中，常常会产生副产品氢气，但这种氢气并非是最终目标，所以这部分氢气规模、成本、品质方面比较差，而且冶铁企业产生的氢气大都自给自足，很少外售，制碱企业或许会出售，但是制碱需要的盐、水和电，本质上这是一种高成本、低纯度的方式。
化石燃料制氢就类似于发电了，将煤炭、石油、天然气等转换成氢气，当然也可以转换为电。
电解水，分电解盐水和电解纯水两种方式，就是电能转化为氢能，纯度很高，但成本很高，而且两种能量之间的转化率不可能是100%，有能量损耗。
生物制氢尚在初步阶段，也不成熟，主要依靠农作物、木材等碳水化合物材料，焦点主要集中在产氢酶上。
太阳能制氢主要取决于光，而对光的应用主要在光、热、电等几个方面，在光参与的绝大多数制氢途径中均有水的参与，还是依循水的电解和分解过程。
除去上述几个方面，还有其余方式，比如氨制氢，但在整个制氢技术中，越低碳的制氢方式，将越来越受到青睐，而在前期氢能源的普及过程中，还是会大量使用并依赖石化燃料制氢的方式。这一点和「电」的现状基本一致，所以不要以为氢有多冰清玉洁似的。
写到这里，相信许多消费者就已经很清晰了，几乎所有制氢的手段都可以应用到发电上。也就是说发电和制氢是一种主观上的选择，并不是非黑即白的关系。
氢的优势
氢有两方面优势，第一个优势是氢气在燃烧时比汽油的发热量高；第二个优势是氢在自然环境中是特别常见的一种元素。第一个优点让氢展现出来强大的储能优势。
用氢气储能至少比电池储能有两方面优势：
氢气的能量自然流失很少，电池充满电之后随时间会逐渐流失；
氢气作为储能介质，比电池成本低很多。
这项优点决定了，氢气可以作为新的能量运输介质，比如从能量发达的地方运输到能量不发达的地方。这种情况适用于日本这种本身需要能量进口的国家，也同样适用于地震、火灾、水患的现场。比如研发固体式燃料电池，运抵灾难现场，加注氢气就可以立即发电。
每家一个小型发电站，不是梦
可是在中国这么庞大的基础设施面前，氢能这项优势很小，最多只能作为应急使用。以国家电网和南方电网的高效率运作，灾难现场通常一两天就能恢复供电。但在日本这种电力很吃紧的国家就很有效，甚至可以常态化运作，以后日本居民不用交电费，每月固定加氢气就好了。
这是中国不太能发挥氢气最大优势，而日本喜欢氢能源的原因，中国的基础建设实在太庞大，根本没必要再绕一圈氢。（即便是氢，最后也还是转化为电）。
对日本这样的国家来说，发展氢能源的优势就大了，因为日本一直需要进口能源，过去是石油，现在不想进口石油可以进口氢气。
比如澳大利亚有大量的褐煤，煤化程度很低，进口褐煤很没有性价比，日本就可以在澳大利亚建厂，把这批褐煤制成氢气，然后通过川崎重工液化氢气运到日本国内（日本还发展了二氧化碳捕捉技术，说是能埋到海底世界）。
再比如俄罗斯地广人稀，西伯利亚高气压可以有大量风能利用，日本可以在俄罗斯建企业，将风能转化为氢能，然后运输到国内。
用很低的成本搜刮那些利用率很低的非可再生能源和可再生能源，可以解决像日本这种资源先天不足的情况。
以中国这种能源优势和国内强大的输电网络，发展氢能需要发展和突破的技术太多了，不说前面的制氢，光运输氢气就有短途运输的高压氢气（14.7MPa-19.6MPa，19.6MPa以及超高压45MPa）、长途运输的液化氢气（-253℃，体积缩小800倍），对设备要求不高的有机物运输（与芳香族有机物反应，体积缩小500倍）三种方式。每项技术都可能出力不讨好，所以中国整体还是以电为主，但氢能源的未来具体怎样谁也不敢保证，或许为了在国际竞争中占有一席之地，国家也给予了支持。
雅斯顿小结
纯电动汽车发展下来有一些问题，比如废旧电池的污染和回收等等状况，同样电池制造大量依赖「钴」，但氢能源汽车发展下来其实也依赖「铂」。本质上可以称之为两种稀有金属的竞争，虽然电池企业和氢能源企业都宣称在努力摆脱「钴」和「铂」的*，但都没有确切时间表。
现在讨论新能源汽车究竟是电能还是氢能的天下，属于一个预测问题，很难有确切回答，但这个问题有一个确切的答案——电能丰富的国家是纯电动，氢能丰富的国家是氢能源。
此外，就现状而言，还没看到日本有在除美国和本土以外发展氢能源的计划。
图 | 来源于网络
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