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密度能量-固态锂电池和氢燃料电池两种技术路线拥有各自的优势和短板-文成新闻

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此外,加氫體系適合集中布局,與長途、重載車集中存放的特點不謀而合,這可以大大提升加氫站利用的效率,降低維護成本。

氫燃料電池作為另一個發展分支同樣深受業界推崇。氫燃料電池具有重量輕、壽命長、能量密度高、補給時間短、續航里程更長以及不受環境影響等特點。但其關鍵部件質子交換膜、催化劑、雙極板等核心技術長期被國外壟斷,嚴重製約產業發展,而且國內尚未形成制氫、儲氫、加氫充分配套的氫能生態鏈,氫能基礎設施建設不足,短期內難以大範圍推廣。

固態鋰電池技術是目前車用動力電池取得能量密度突破的重要方向。固態電池具備離子電導率高、機械強度高以及能量密度高等優勢,受益於國內鋰電池領域原有的技術積累和產業資源,可實現批量化生產且成本較低。固態電池在安全性與能量密度方面具備很大潛力,但是還需開展大量的研究工作改善電極/電解質界面、固體電解質加工以及化學穩定性等問題,彌補其低溫條件下續駛里程銳減、充電困難、溫控系統能效高等缺陷。

●兩種動力技術路線潛在應用優勢各有不同

就能源分佈、氣候、地域以及區域功能性差異來看,兩條技術路線分別有用武之地。首先,國內煤礦資源分佈不均,近50%的煤炭資源分佈在華北地區,另有約30%的儲量在我國西北地區,而華東、西南等地區則少有煤炭資源。華北和西北地區電廠的多餘產能可通過充電樁為固態鋰電池汽車提供動力來源,達到燃油代替和提高電力利用率雙重效果;

國內新能源汽車發展環境複雜,需求各異,固態鋰電池和氫燃料電池兩種技術路線擁有各自的優勢和短板,面向實際應用各顯潛力。

根據汽車種類及用途的不同,兩種技術也各有所長。家用乘用車、公交車數量龐大,行程較短,更適合裝載高能量密度、小體積的固態鋰電池。而且相比氫燃料電池,固態鋰電池技術相對成熟,具備一定商業化基礎,可滿足乘用車及公交車的高需求量。商用車、物流車以及重型卡車需要充足的乘用空間和長續航能力,裝載固態鋰電池會佔用空間並增加負重,而氫燃料電池本身質輕,燃料藉助外循環進入車體提供動力,在長途、重載方面實為取代燃油動力的首選。

當前,固態鋰電池和氫燃料電池兩大技術已成為新能源汽車產業發展的重要技術路線。二者爭鋒,各有利弊,我國新能源汽車布局該何去何從?

具體來看:●鋰電池產業基礎雄厚,但固態電池技術有待升級

固態鋰電池技術相對成熟,有一定商業化基礎;而氫燃料電池在長途、重載方面有望率先取代燃油車。

據統計2018年我國平均棄風率為7%,主要集中在新疆、甘肅、西藏等地區,隨着制氫技術的發展,這些未被利用的資源可以轉化為氫氣,並以壓縮氣態儲氫、液化儲氫等方式儲存起來。因此當地豐富的可再生能源為發展氫燃料電池汽車提供了得天獨厚的條件。其次,現有固態電池技術暫無法滿足東北等高寒地帶的應用需求,而氫燃料電池可作為替代技術在這些地區優先發展。再次,就地域條件而言,華東地區城市分佈較為集中、發展迅速,用車數量持續上升且短途交通線密集,適宜發展固態鋰電池汽車。此外,港口加氫站集中布局難度相對較低,可針對停泊在港口的商用車進行轉型,在港口布局氫能產業;高速公路等沿線服務區也便於設立油氫混合站,打造氫能城際高速,實現加氫站與加油站、加氣站和充電站多站合一的布局。

●氫燃料電池性能優勢明顯,但核心技術缺失、配套建設不足

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