氢燃料电池汽车相比传统锂电池电动车，有哪些优劣势？

氢燃料电池汽车（Fuel Cell Electric Vehicles, FCEVs）和传统锂电池电动汽车（Battery Electric Vehicles, BEVs）都是零排放的交通工具，但它们在能量储存、能量转化、基础设施建设、性能表现以及成本等方面存在显著的差异。下面将详细阐述它们的优劣势：

氢燃料电池汽车 (FCEVs) 的优劣势

优势：

1. 加氢速度快，续航里程长（与当前主流BEVs相比）：
加氢速度: FCEVs的加氢过程与传统燃油车加油类似，通常只需35分钟即可加满氢气罐。
续航里程: 许多FCEVs的续航里程可以达到500700公里甚至更高，这与燃油车的续航表现相当，能够有效缓解部分用户的“里程焦虑”。相比之下，虽然BEVs的续航里程也在不断提升，但要达到同等水平，电池组会非常庞大且昂贵，且充电时间仍是主要瓶颈。

2. 零排放（仅排放水蒸气）：
FCEVs的动力来源是氢气与氧气在燃料电池中发生电化学反应产生电能，副产品只有水蒸气和热量。这意味着车辆行驶过程中不会产生任何有害气体（如CO2, NOx, PM2.5等），对改善城市空气质量和减少温室气体排放具有重要意义。

3. 不受极端温度影响（相比BEVs电池性能）：
BEVs的电池性能在极端温度下会受到影响： 在极寒或极热环境下，锂电池的充电速度会变慢，续航里程也会打折扣，甚至可能需要启动电池预热或冷却系统，消耗额外能量。
FCEVs的燃料电池对温度的敏感度相对较低： 虽然也需要适当的温度管理系统，但氢气作为燃料的能量密度和转化效率受极端温度的影响相对较小。

4. 能量密度高（单位质量能量储存）：
氢气本身具有非常高的能量密度（按质量计），这意味着相同质量的氢气可以储存比锂电池更多的能量。虽然目前氢气储存的技术（高压气态或液态）会增加储存系统的重量和体积，但未来随着储存技术的进步，有望实现更高的能量效率。

5. 能源来源多样化（潜力）：
氢气可以通过多种方式制备，包括：
绿氢 (Green Hydrogen): 通过可再生能源（如太阳能、风能）电解水制备，这是最环保的氢气来源。
灰氢 (Grey Hydrogen): 主要通过天然气重整制备，会产生二氧化碳排放。
蓝氢 (Blue Hydrogen): 通过天然气重整制备，但同时对产生的二氧化碳进行捕获和储存（CCS），减少碳排放。
这种能源来源的多样性，尤其是在大力发展绿氢的情况下，可以帮助能源结构转型，减少对化石燃料的依赖。

6. 电网负载压力小（部分模式）：
与需要大规模充电设施且可能造成电网负荷高峰的BEVs不同，FCEVs的“加氢”过程对电网的影响相对较小（除了制氢环节的电力需求）。

劣势：

1. 高昂的购车成本：
目前，FCEVs的生产成本远高于同级别的BEVs。这主要归结于：
燃料电池堆的成本： 燃料电池的核心是贵金属催化剂（如铂金），其价格昂贵。
高压储氢罐的成本： 制造能够承受70MPa高压的储氢罐需要复杂的工艺和高强度材料，成本高昂。
小规模生产的摊薄效应： 目前FCEVs的产量远低于BEVs，规模经济效应尚未充分体现。

2. 基础设施不完善（加氢站稀缺）：
这是目前FCEVs推广的最大瓶颈。全球范围内的加氢站数量非常少，且分布不均，尤其是在中国，加氢站的建设速度和密度远不能与充电桩相比。这导致FCEV用户在出行前需要仔细规划路线，并且可能面临找不到加氢站的困境。

3. 氢气制备和运输成本高且效率有损失：
制氢成本： 虽然绿氢是最环保的，但目前其制备成本仍然较高。灰氢和蓝氢虽然成本较低，但分别存在碳排放或CCS的额外成本和技术挑战。
运输和储存成本： 氢气需要以高压气态或液态形式储存和运输，这都需要特殊的设备和工艺，增加了成本和能源损失。例如，将氢气液化需要极低的温度，会消耗大量能量。
整体能源转化效率： 从发电（制氢）到车辆使用，整个链条的能量转化效率（WelltoWheel efficiency）通常低于BEVs。例如，绿氢的制备、压缩、运输、储存再到燃料电池转化，整个过程的能量损失会比直接充电给BEVs要大。

4. 氢气储存技术仍需进步：
高压气态储存 (70MPa): 目前主流技术，但储氢罐体积大、重量重，占用车内空间，且安全性要求极高。
液态储存: 能量密度更高，但需要零下253摄氏度的极低温，储存和管理复杂，容易挥发（boiloff）。
其他储存方式: 如固态储氢（如金属氢化物、化学氢化物等）仍在研究和发展阶段，尚未成熟商业化。

5. 安全性顾虑（尽管已大幅提高）：
氢气是一种易燃易爆的气体，尽管现代FCEVs采用了极其严格的安全设计和多重冗余的安全保护措施（如防爆罐、泄压阀、传感器等），使其安全性不亚于传统燃油车，但公众对氢气的安全认知仍然存在一定程度的担忧。

6. 维护和技术复杂性：
FCEVs的动力系统相对复杂，包含燃料电池堆、氢气储存系统、增压器、动力电池（通常是小型锂电池作为缓冲）以及电动机等。其维护和维修需要专业的知识和设备，成本可能较高。

传统锂电池电动汽车 (BEVs) 的优劣势

优势：

1. 成熟且不断发展的电池技术：
锂电池技术已经发展多年，成本持续下降，能量密度不断提升，可靠性也得到了广泛验证。

2. 相对较低的购车成本（与FCEVs相比）：
尽管电动车的电池成本仍占比较大，但由于规模化生产，BEVs的整体售价已比FCEVs更易接受。

3. 充电基础设施日益完善：
虽然不如燃油加油站普及，但充电桩的数量正快速增长，尤其是在城市地区。慢充和快充的结合，使得用户可以在家、工作场所或公共充电站充电。

4. 制造成本和供应链相对成熟：
锂电池的生产工艺和供应链已经相对成熟和稳定，有助于降低制造成本。

5. 更高的整体能源效率（WelltoWheel）：
将电能直接从电网输送到车辆电池，再由电动机驱动，相比氢气制备、运输、储存再到燃料电池的整个过程，BEVs的整体能源效率更高。

6. 结构简单，维护成本较低：
BEVs的动力总成结构比FCEVs更简单，机械部件少，因此维护需求相对较低，使用成本也更经济。

7. 充电方式多样且便捷：
用户可以在家中安装充电桩，方便地利用夜间低谷电价充电，车辆可以在停车时就完成充电。

劣势：

1. 充电时间长（与加油/加氢相比）：
即使是快充，也通常需要30分钟到1小时才能充至80%电量，慢充则需要数小时。这在长途旅行或时间紧迫的情况下可能造成不便。

2. 续航里程焦虑（尽管在改善）：
虽然新款BEVs的续航里程不断增加，但与燃油车或FCEVs相比，许多用户仍然存在里程焦虑，尤其是在寒冷地区或高速行驶时。

3. 受极端温度影响大：
如前所述，极寒或极热天气会显著降低锂电池的充放电效率和续航里程，需要消耗额外能量来维持电池性能。

4. 电池寿命和衰减问题：
锂电池会随着使用次数的增加而逐渐衰减，影响续航能力。虽然目前电池的寿命已经很长，但更换电池的成本仍然是一笔不小的开销。

5. 电池回收和环保问题：
废旧锂电池的处理和回收是一个挑战，如果处理不当，可能对环境造成污染。虽然回收技术正在进步，但尚未完全解决大规模回收的经济性和效率问题。

6. 对电网的压力：
如果大量BEVs同时充电，尤其是在用电高峰期，会对电网的稳定运行造成压力，需要对电网进行升级改造。

总结与展望

| 特征 | 氢燃料电池汽车 (FCEVs) | 锂电池电动汽车 (BEVs) |
| : | : | : |
| 加注/充电速度 | 快（35分钟） | 慢（30分钟至数小时） |
| 续航里程 | 长（与燃油车相当），受温度影响小 | 中等至长，受温度影响大，里程焦虑仍存在 |
| 排放 | 零排放（仅水蒸气） | 零排放（行驶过程中），制电过程可能存在排放（视能源来源） |
| 基础设施 | 稀缺，建设成本高 | 日益完善，建设成本相对较低 |
| 购车成本 | 高昂 | 相对较低，持续下降 |
| 能源效率 | 整体效率较低（制氢、运输、储存、转化均有损失） | 整体效率较高（直接输电） |
| 维护成本 | 较高，技术复杂 | 较低，结构简单 |
| 安全性 | 高（尽管存在公众认知顾虑） | 高，电池管理系统成熟 |
| 能量来源 | 多样（绿氢潜力大） | 电网（依赖电力结构） |
| 制造成本 | 高（燃料电池堆、储氢罐） | 相对较低（电池技术成熟，规模效应） |
| 电池寿命 | 通常配备小型电池，寿命较长；燃料电池堆也有寿命限制 | 电池寿命和衰减是关注点，更换成本高 |

未来趋势：

BEVs 得益于成熟的技术和日益完善的基础设施，在当前仍然是主流的电动化解决方案，尤其是在乘用车领域。随着电池技术的不断进步，续航里程的提升和充电速度的加快，其竞争力将进一步增强。
FCEVs 的优势在于其快速加注和长续航能力，这使其在特定场景下（如商用车、长途运输、物流车辆）具有巨大的潜力。如果能够有效解决氢气的制备成本、基础设施建设和储存技术等瓶颈，FCEVs有望在未来的能源交通领域占据重要地位。

总的来说，FCEVs和BEVs是互补而非完全替代的关系。它们各自在不同的应用场景和市场细分中拥有独特的优势。未来，这两种技术可能会协同发展，共同推动交通运输的绿色化和可持续化进程。

网友意见

我觉得，氢燃料汽车（FCV）将会是汽车动力，甚至小型动力单元（发电机）的最终形态

为什么不是电池汽车？因为电池即便有一天解决了价格、寿命等问题

但是充电时间长、对电网冲击太大是永远解决不了的

一辆只能跑400公里的特斯拉，即便用最快的充电方式也要75分钟才能充满，这种极快的充电方式不仅对电池极其有害会缩短寿命，需要的电流更高达192A（前40分钟用192A充满80%，后35分钟需要低电流涵养电池）

这种极为夸张的充电电流是不可能大规模普及的，因为一台特斯拉极速充电模式的192A相当于家用40台壁挂式空调！如果电动汽车大规模普及，不仅现有发电规模翻几十倍都跟随不上，更让现有的电网规模瞬间崩溃，我们屋外所有的输电线都要更换，这可能吗？想想我们能在夏天同一时间开空调都为之奋斗了几十年，比空调大几十倍的电动车会怎样？

或许，你说这是可能，但是！想想逢年过节的高速路排长队加油的汽车，每次耗时5分钟都满满的长队，如果大家都用电动汽车会是什么样的景象？

当然，有人会说，我们有电容呀，搞上电容峰谷分时用电就行了，但是纯电汽车所依靠的能源还是存在转化效率低、能耗损失大的问题。

从发电厂、到输电线、变电器、到最后用户，其实纯电汽车效率真不高。

@Kevin Chow

,在你的文章里，表述特斯拉每公里是0.075元的使用成本，而FCV是0.6元

最为一个混合动力开发者，我觉得这样计算成本是非常简单粗暴的

因为！特斯拉的电池是有使用寿命的，作为每公里使用成本如果不加上电池的重置成本是根本反映不出电动汽车目前极其高昂的使用成本！而，Mirair的核心燃料电池却几乎没有充值成本！

就像现在的电动自行车，我家老爷子总是看不起，说这电动车看着省油但不省钱，虽然不烧油，换一次电瓶比我摩托车一年的汽油钱还多是一个道理。

丰田的FCV，使用的是“电解质薄膜”燃料电池技术，简单就是说是利用氢气跟氧气化学反应过程中的电荷转移来形成电流，除了催化剂使用铂金外，没有任何的消耗物，铂金本身也不消耗，理论上这个“电解质薄膜”燃料电池寿命长的难以想象。

当没有电池的重置成本，其实每公里0.6元的成本并不是很高，而且还有更好的技术能降低氢气成本（稍后再讲）

而且，丰田的Miari最大的突破是成功降低了铂金的使用量，据丰田介绍，新一代的燃料电池大概降低了90%以上的铂金需求！这真是一个巨大突破！

而且，据说丰田承诺，在未来的Miari2代时还能降低铂金的使用量，从而大幅拉低燃料电池的成本。基本上，FCV除了那2个700个大气压的储氢罐需要定期安检和长使用周期需要更换外，没有其他的重置成本，而且丰田也展望未来储氢罐的成本还能继续下降一样，这一代的Miari已经比2008年的成本下浮了50%以上。

第二，氢燃料以现有技术获取的便利性可能比所有人都要想象的更加方便，那就是----风力发电机！

众所周知，风力发电是清洁能源，但是因为风的不确定性，这种清洁能源无法大规模并入到传统电网，但是如果风力发电机用作制氢，不仅突破了自身电力不可预知和持续性的缺陷，更为氢动力汽车能源有了革命性突破---只要有风力发电机的地方就可以利用一切时间制氢，从根本上避免了环保产品背后的污染，甚至不需要运输，从而降低存储运输的成本。

所以，氢动力汽车才是最用前途，汽车动力的最终形态，他不仅仅代表的是环保、超高的可靠性、无低温之虑，更代表着总使用成本更低的趋势。

尤其氢动力汽车除轴承外无其他机械磨损，寿命、可靠性超乎想象

所以我非常看好氢动力汽车，其实FCV设计这么好的燃料电池系统，会成为未来所有小型动力系统最终形态

历时会不会是一场“氢”革命都很难说

=============

　　工业制氢的主要方法有以下四种：

1） 天然气（含石油、重油、炼厂气和焦炉气等）蒸汽转化制氢；

2） 煤（含焦炭和石油焦等）转化制氢；

3） 甲醇或氨裂解制氢；

4） 水电解制氢。

几种氢气生产方法的氢气成本和适合的规模如下：

序号 工艺路线 氢气成本 通常的适合规模

1 天然气蒸汽转化 0.8~1.5 元/Nm3 200~20x104

2 石脑油蒸汽转化 0.7~1.6 元/Nm3 500~20x104

3 甲醇裂解 1.8~2.5 元/Nm3 50~500 NM3

4 液氨裂解 2.0~2.5 元/Nm3 10-200

5 水电解 3 .0~4.0 元/Nm3 10-200

6 煤炭气化 0.6~1.2 元/Nm3 1000~20x104

而氢燃料汽车的燃料成本与普通汽车一致，比

电池

汽车更便宜（电池更换成本无比昂贵），总使用成本更低，因为没有内燃机，没有

变速箱

，除车轮轴承和

空调

外无任何机械摩擦，寿命极高，维护极为简单。

===========================================

日本石油最近公布的液化氢价格是1000日元/kg 约合53rmb/kg。

　　MIRAI的氢气罐容量122.4L × 713.79大气压 ＝ 87,367.896L 约合87.4立方米

　　1kg氢气=11.2立方米氢气

　　所以加满氢气罐87.4 / 11.2 = 7.8kg

　　加满氢气罐的价格7.8 x 1080 = 8424日元 约合 450元rmb

　　再按续航力650km计算，每公里的费用为450 / 650 =0.6923元rmb。差不多每公里7毛钱。实际上Mirai只能加5公斤氢气，约合290元，即每公里5毛钱。

这是零售价格，含税，含存储运输费用

至于氢燃料汽车2个70Mpa的气罐是否安全，可以说是非常安全

1、能承受内部70Mpa超高压力，外部想挤破它至少要140Mpa超高压力才行，这种压力不仅在现实公路上无法找到，即便是重型卡车夹饼干的撞击也无法做到，要想挤破这种罐体只有那种万吨水压机才能做到。

2、在生活中唯一能弄破这种罐体的方法是--刺穿！5mm口径的子弹射击氢气罐，根本无法击穿，子弹不仅被弹开，甚至没有在氢气罐留下凹痕

所以说氢燃料汽车是非常安全的。

3，氢气比想像的安全，因为氢气的逃逸速度实在是太高了，最恶劣的泄露情况氢气瞬间就逃逸光了，相比液化天然气LNG和高压天然气CNG，因为比较重泄露后存续在周围更容易爆炸燃烧

因本人学识所限，如有错误请尽管指正

============

更新

【中国工程院干勇：2050年氢能将形成10万亿元的产业规模】

http://m.toutiaocdn.net/group/6513339902208246276/?iid=20939968384&app=news_article×tamp=1516584526&tt_from=android_share&utm_medium=toutiao_android&utm_campaign=client_share

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