未来新能源汽车究竟是电能还是氢能的天下？

新能源汽车的未来，到底是由电能唱主角，还是氢能也将占据一席之地，这绝对是当下最值得我们探讨的话题之一。就像当年汽车从马匹手里接过“方向盘”一样，这次能源的切换同样充满着不确定性和激动人心的可能性。

电能：眼下的王者，未来的基石

说起新能源汽车，我们首先想到的，毫无疑问就是纯电动汽车。它们已经不再是新鲜事物，而是实实在在走进了我们的生活。

成熟的技术与普及度： 电动汽车的技术相对来说更成熟，电池制造、电机控制、充电桩建设等产业链已经发展得相当有规模。从特斯拉的引领，到国内品牌如比亚迪、蔚来、小鹏等的快速崛起，电动汽车的销量一路攀升，市场渗透率不断提高。很多人已经习惯了在家充电、在商场充电，虽然充电时间还是一个让人头疼的问题，但快充技术也在不断进步。
政策的强力驱动： 全球各国政府都在大力推动电动汽车的发展，通过补贴、免税、限行等政策，鼓励消费者购买电动汽车，并支持充电基础设施的建设。这就像给电动汽车的发展打上了一剂强心针。
使用成本的优势： 相较于燃油车，电动汽车的“油费”（电费）要低得多，而且维护成本也相对较低，因为电动车的机械结构更简单，没有了发动机、变速箱等复杂部件，保养起来也更省心。
环保的巨大吸引力： 零排放是电动汽车最大的亮点。在追求绿色低碳的当下，这一点无疑是其最核心的竞争力。当然，我们也得承认，电力来源的清洁程度才是真正决定电动汽车环保性的关键。如果电力主要来自煤炭，那电动汽车的环保优势就会大打折扣。

然而，电动汽车也面临着一些挑战：

续航里程焦虑： 虽然续航里程越来越长，但对于长途出行或者极端天气下的续航衰减，依然让不少人望而却步。
充电速度与便利性： 即使有快充，与加油的速度相比，仍然存在差距。尤其是在节假日高峰期，充电排队的问题更加凸显。
电池的成本与寿命： 电池是电动汽车最昂贵的部件，其成本直接影响了整车的价格。同时，电池的寿命、回收和梯次利用也是需要解决的难题。
电网负荷压力： 如果电动汽车普及到一定程度，大规模同时充电可能会对现有的电网造成巨大压力。

氢能：潜力无限，未来可期？

与电动汽车的如火如荼不同，氢能源汽车（通常指氢燃料电池汽车，FCEV）目前还处于一个相对早期但充满潜力的阶段。

零排放与长续航的完美结合： 氢燃料电池汽车的工作原理是将氢气和氧气发生化学反应产生电能，驱动电机，唯一排放物是水。这在环保方面堪称极致。更重要的是，它们的续航里程可以媲美甚至超过燃油车，加氢时间也与加油相近，解决了电动汽车在续航和补能上的痛点。
能源效率的优势（理论上）： 相比于将电能储存到电池中再释放，氢能源从生产、储存、运输到最终转化，理论上可以实现更高的整体能源利用效率。
动力强劲的潜力： 氢燃料电池可以提供更稳定、更持久的大功率输出，这对于大型车辆，如卡车、公交车，甚至未来的一些特种车辆，有着巨大的吸引力。

但是，氢能汽车也面临着不小的挑战，这些挑战甚至比电动汽车更为严峻：

氢气的制备： 目前大部分氢气是通过化石燃料（如天然气）重整制备而来，这个过程会产生碳排放，所谓的“灰氢”。要实现真正的零排放，需要发展“绿氢”，即通过可再生能源电解水制氢。而“绿氢”的成本目前还非常高昂，生产效率也需要提升。
氢气的储存与运输： 氢气是一种非常轻且易燃的气体，储存需要高压或者低温液化，对技术和设备的要求很高，成本也高。运输过程中也存在安全风险和泄漏的可能性。
加氢基础设施的匮乏： 与充电桩相比，加氢站的数量更是少得可怜。建设一个加氢站的成本非常高昂，且选址也需要考虑安全性。这使得氢能汽车的普及成为了一个巨大的难题。
氢燃料电池的成本与寿命： 氢燃料电池的核心是铂金催化剂，成本高昂。虽然技术在不断进步，但其耐久性和使用寿命，以及在极端环境下的表现，仍需时间验证和提升。
整体产业链的成熟度： 相较于电动汽车，氢能汽车的整个产业链都处于起步阶段，需要大量的投入和时间来完善。

电能与氢能的未来：并非非此即彼，而是协同发展

那么，未来新能源汽车的天下，究竟会是谁的呢？我认为，电能和氢能很可能不是一场“你死我活”的竞争，而是一种“协同发展”的关系。 它们各自拥有优势和劣势，最适合的应用场景也会不同。

短期和中期：电动汽车将继续占据主导地位。 由于技术成熟度、基础设施完善度和使用成本等方面的优势，纯电动汽车将是未来几年内新能源汽车市场的主力军。它们将继续在乘用车领域，尤其是在城市通勤和中短途出行方面，发挥巨大的作用。
长期和特定领域：氢能汽车将扮演重要角色。 对于那些对续航里程有极高要求、需要快速补能，或者对车辆动力有特定需求的应用场景，氢能汽车的优势将愈发明显。
商用车领域： 大型卡车、长途客车等，由于其对续航和补能效率的要求很高，氢能汽车将有很大的发展空间。它们可以像燃油车一样，快速加氢后继续运营，大大减少了运输行业的停摆时间。
特殊场景： 在一些对零排放有极致要求，且基础设施建设相对容易的特定区域或场景，氢能汽车也可能成为首选。
作为“移动发电机”： 甚至未来，氢能汽车还可以成为移动的“充电宝”，为电网或其他设备提供电力支持。

关键在于“绿氢”的发展和基础设施的建设。 如果我们能够大规模、低成本地生产“绿氢”，并且能够建立起安全可靠的加氢网络，那么氢能汽车的市场前景将非常广阔。同时，随着电池技术的不断突破，电动汽车的续航里程和充电速度也会进一步提升，使其在更多场景下更具竞争力。

总而言之，未来新能源汽车的格局，更像是一幅由不同能源驱动的交通工具组成的“全景图”。纯电动汽车是这场变革的先行者和基石，而氢能汽车则是具备颠覆性潜力的有力竞争者，特别是在特定的应用领域。我们不妨保持一种开放的心态，观察和期待这两条技术路线的进一步发展和融合，最终共同推动整个交通行业的绿色转型。这注定是一场充满智慧和创新的演进，我们每个人都将是这场变革的见证者和参与者。

看了很多回答，也参与过许多讨论。

其实燃料电池和储能电池的优劣大家已经说的差不多了，各有优劣。

如果单从技术线路上来讲，那燃料电池必然有一席之地。

但是把这事限制在中国，情况就不一样了，你得从国家能源战略上来考量。

现实情况下，氢气的制备是通过裂解天然气获得的，并不是电解水，二者成本相差几倍。而中国天然气处于一个缺乏的状态，并不是很充足。

中国的能源系统里最厉害的是什么，是电力系统，国家电网统筹了全国最大的能源系统。所以，从规划上来讲，电动车，就是分布式的储能电站。

纵使你燃料电池有千般好处，但是我没有燃料，这玩意对我来说就是废的。

日本为什么那么热衷于搞燃料电池，那就是因为缺电啊！福岛之后，日本的电力产生了很大的缺口。但是氢气是可以进口的，或者进口天然气也可以。

所以，从国家的角度来讲，电动车才是真正想要的。

当年马斯克嘲讽丰田的fuel cell是fool cell，不到十年电动汽车都已经续航六七百公里了

在学校做过一个氢燃料电池电动原型车项目，算是知道一点技术难处，以前也是燃料电池的狂热粉丝，终极方案的坚定支持者，趟过无数坑，付出了很多精力

一个原型车的动力系统，1kW的质子交换膜电堆（差不多像上图，尺寸大概30cm *15cm *30cm），利用风扇风冷，是外购的，价格约1万元，主要成本在于催化剂铂

搭建台架难点在密封性，氢气算是危险气体，从气源经过减压阀再到电堆，每一处都有密封性要求，搭完测一下，漏的地方重来

因为电堆的特性，与之配套的附件控制要求很高。即使是实验室测试极化曲线，也有许多问题考虑，比如氢气和空气的流速控制，快了氢气利用率不高，慢了导致水淹现象，还要考虑气体流动的迟滞性

零部件价格贵，国产化程度不高，像高压气瓶（碳纤维缠绕）、减压阀等等，还有一个部件是氢气循环泵，因为流过电堆的氢气不可能100%反应完，可以通过循环泵回收利用，但是这个东西太贵，当时也没买

车载电堆的避震，尤其是石墨双极板，非常脆。车上的运行环境极差，震动会将电堆的性能急速降低甚至直接报废，小心对待，非常娇贵

这些都是做实验室原型车遇到的问题，真正产业化量产时遇到的困难简直不敢相信

但是这些在2010年上海世博会时都不是问题，作为示范项目本应该只上少量燃料电池汽车运行，后来群众反应热烈，临时加增车辆

世博会期间共有196辆燃料电池汽车参加运行，其中燃料电池轿车90辆、燃料电池公交车6辆、燃料电池观光车100辆。

尤其是公交车，负载大，频次高，经历过该项目的师兄当年白天在宾馆维修部件，晚上给公交检查问题更换零件，终于把世博会熬过去了

产业化需要周围的部件水平跟上，一套电堆系统那么多零件，耐久和寿命是关键

配套的基础设施就是加氢站，全国第一个加氢站就是2007年在上海安亭汽车城建的

但是后来很长的一段时间全国还是只有一家，因为建立一个加氢站的成本是上千万级别，而对比电动车的快充桩是万元级别。还有土地的审批、周围建筑的考察、居民的同意等等

安亭这个加氢站也不对外开放，只针对上汽和周围研究所实验车辆

现在的大部分加氢站建立后，氢气来源是靠20MPa的氢气管束运输车运送至加氢站，每辆车运输能力在300kg左右

一般运输车会停放在加氢站，只有在有加氢需求时才通过压缩机二级或三级压缩后输进车辆储氢罐

这里有几个细节：

1、低压（20MPa）储存成本低，所以用时才压缩；
2、国外（比如丰田Mirai）储氢罐70MPa，国内现在也能做到，但大部分还是35MPa，碳纤维缠绕储氢罐的技术限制；
3、20MPa压缩到80~90MPa（针对70MPa储氢）或者40~45MPa（针对35MPa）使用薄膜压缩机多次压缩才能完成，而且薄膜压缩机大部分依赖进口

燃料电池汽车还有很长的路要走，未来燃料电池用于车载还需克服降低铂催化剂用量、改善低温启动性、延长使用寿命、提高国产化等等课题

而现在纯电动汽车几乎是大势所趋，续航不是瓶颈后国家也在推动新基建，充电桩就是之一，相信5年后车桩比例能变得更合理

中国汽车的下一个五年会更好

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