Топливные элементы VS литиевые батареи, кто лучше?

Люди считают, что две технологии, топливные элементы и литиевые элементы, могут сосуществовать в течение долгого времени в будущем, и что нет полностью альтернативных отношений. Поскольку топливные элементы и литиевые элементы имеют взаимодополняющие технические дефекты, потребности пользователей и опыт дополняют друг друга. С другой стороны, совместная работа топливных элементов и литиевых элементов может продлить срок службы топливных элементов. Источники пояснили, что автомобили на топливных элементах, представленные в настоящее время на рынке, в основном оснащены топливными элементами и литиевыми батареями, а именно водородными топливными элементами, оснащенными небольшими литиевыми батареями / никель-металл-водородными батареями. Наличие литий / никель-металлгидридных элементов может обеспечить стабильную рабочую мощность топливных элементов в течение длительного периода времени, что способствует продлению срока службы топливных элементов.

Для добавления газа требуется всего 3-5 минут. Пробег сопоставим с пробегом бензовоза и не повлияет на пробег при низких температурах. Транспортные средства на топливных элементах имеют много преимуществ в производительности, которых не могут достичь автомобили с литиевыми батареями. Люди, кажется, видят лучший выбор, чем топливо и электромобили. Что еще более важно, государственная политика также стала отдавать предпочтение топливным элементам. В 2018 году была официально реализована официальная версия новой политики энергетического субсидирования. В контексте постепенного сокращения государственных субсидий на электромобили, субсидии на автобусы на топливных элементах и транспортные средства не сокращаются. Несколько местных городов также подтвердили местные субсидии для топливных элементов в июне, и ожидается, что город активизирует введение и реализацию местных субсидий для топливных элементов.

Как долго будет эра автомобилей на топливных элементах при неизменных позитивных стимулах политики? Zhengjieying, старший аналитик отдела изменения капитала, считает, что две технологии, топливные элементы и литиевые элементы, могут сосуществовать в течение долгого времени в будущем, и полной альтернативы отношений нет. Поскольку топливные элементы и литиевые элементы имеют взаимодополняющие технические дефекты, потребности пользователей и опыт дополняют друг друга. С другой стороны, совместная работа топливных элементов и литиевых элементов может продлить срок службы топливных элементов. Zhengjieying объяснил, что автомобили на топливных элементах, представленные в настоящее время на рынке, в основном оснащены топливными элементами и литиевыми батареями, а именно водородными топливными элементами, оснащенными небольшими литиевыми батареями / никель-металлогидридными батареями. Наличие литий / никель-металлгидридных элементов может обеспечить стабильную рабочую мощность топливных элементов в течение длительного периода времени, что способствует продлению срока службы топливных элементов.

В настоящее время в Китае насчитывается 30 зарегистрированных на бирже компаний, которые сделали макет в цепочке автомобильной промышленности на топливных элементах. Среди них PetroChina и Sinopec уже заявили, что план строительства водородной станции должен устранить самое большое препятствие на пути развития автомобилей на топливных элементах. Количество заправок недостаточное. При строительстве водородных заправок основные преимущества «двух баррелей нефти» заключаются в ресурсах и торговых терминалах. Ожидается, что в будущем строительство водородных заправочных станций в Китае будет увеличиваться с учетом количества 20 000 заправочных станций PetroChina и 30 000 Sinopec. Ускорься.

Ожидается, что объем рынка топливных элементов достигнет 100 миллиардов

Топливные элементы - это устройства, которые преобразуют химическую энергию возобновляемых источников энергии, таких как водород и кислород, в электрическую энергию. Среди них электрический реактор является источником энергии топливного элемента, а разница в производительности электрического реактора напрямую определяет выходную мощность топливного элемента.

Для батарей новой энергии литиевые батареи вводят / выводят электрическую энергию, фактически, входящая электрическая энергия сначала сохраняется, а когда она используется, она выводится через устройство вывода.

Следовательно, топливные элементы являются генераторами энергии, а литиевые элементы - устройствами хранения энергии.

Судя по количеству мегаватт, отгруженных из различных регионов мира, рынок топливных элементов в Северной Америке и Азии в настоящее время находится в конкурентной ситуации. За 17 лет отгрузка мегаватт в Северной Америке будет даже выше, чем в Азии (Северная Америка: 325,5 МВтvs Азия: 303 МВт).

Хотя поставки топливных элементов в Северной Америке намного ниже, чем в Азии, поскольку топливные элементы в Северной Америке в основном используются в крупномасштабном производстве электроэнергии, мощность мономера выше.

В то же время, с точки зрения поставок из всех регионов мира, на Азию приходилось около 78% мировых поставок топливных элементов за 17 лет, достигнув 57 000 единиц.

Азиатские поставки в основном осуществляются из Японии и Южной Кореи. Японская Toyota по-прежнему придерживается поставленной цели по отгрузке автомобилей на топливных элементах к 2020 году - 30 000 автомобилей; Honda и Hyundai также начали продавать модели на топливных элементах в небольших количествах, но к 2020 году, возможно, будет сложно выйти на массовое производство.

Обычно используемые топливные элементы можно разделить на топливные элементы с протонообменной мембраной (PEMFC), твердооксидные топливные элементы (SOFC), топливные элементы с расплавленным карбонатом (MCFC), фосфатные топливные элементы (PAFC) и щелочные топливные элементы в соответствии с их электролитами. (AFC).

Топливный элемент с протонообменной мембраной (PEMFC) имеет ряд преимуществ, включая низкую рабочую температуру батареи и высокую скорость запуска; В то же время он широко используется в транспортной и мобильной сферах, поэтому глобальные поставки топливных элементов с протонообменной мембраной и количество отправленных гигаватт занимают доминирующее положение.

С точки зрения поставок, поскольку PEMFC в основном используется в автомобильной сфере, в краткосрочной перспективе сложно выпустить несколько основных моделей топливных элементов. Таким образом, поставки PEMFC за 17 лет в основном такие же, как и за 16 лет.

Судя по количеству отгруженных мегаватт, единичная выработка электроэнергии PEMFC значительно увеличилась с 2012 года - с 1,7 кВт / комплект в течение 12 лет до 10,7 кВт / комплект в течение 17 лет.

Обзор различных индикаторов топливных элементов и областей применения

Итак, сколько автомобилей на топливных элементах существует в Китае?

Согласно данным, в 2017 году в недавно выпущенный рекомендуемый каталог года вошли в общей сложности 22 коммерческих автомобиля на топливных элементах от 10 автомобильных компаний, а максимальное количество моделей составили городские легковые автомобили.

В 2017 году производство коммерческих автомобилей на топливных элементах в Китае составило 1226 автомобилей, из которых самой крупной производственной моделью была транспортная машина для логистики, а крупнейшей компанией по производству транспортных средств для логистики была компания Dongfeng. Крупнейшей компанией по производству обычных легковых автомобилей была SAIC Chase, а крупнейшей компанией по производству автобусных автобусов была Foshan.

Обеспокоенные люди считают, что правительство и автобусные компании, являющиеся крупнейшим покупателем автомобилей с литиевыми батареями за последние три года, в настоящее время вряд ли сразу же снова заплатят за продвижение автобусов на топливных элементах. Таким образом, в будущем сфера транспортных средств на топливных элементах по-прежнему будет основана на производстве транспортных средств для логистики. Станьте доминирующим.

В то же время, с увеличением производства автомобилей на топливных элементах и единичной мощности ожидается, что размер рынка достигнет 100 миллиардов.

Предположения основаны на следующем: в соответствии с «Дорожной картой по энергосбережению и новым энергетическим технологиям для транспортных средств», выпущенной в ноябре 2017 года, цель развития автомобилей на топливных элементах в нашей стране на 2020/2025/2030 годы составляет 5 000/50 000/1 000 000 автомобилей соответственно.

По итогам визита, мономерная мощность системы сжигания и электроэнергии нашей страны в настоящее время в основном находится на уровне 30 кВт. Каждая компания, занимающаяся системами сжигания и подачи электроэнергии, сосредоточила свои усилия на разработке системы мощностью 60 кВт и намерена в следующие 2-3 года проводить листинг и популяризацию. Chuangfeng Capital ожидает, что в 2025 году мощность китайской топливной системы достигнет нынешнего уровня топливной системы, загруженной Toyota Mirai, и достигнет 100 кВт; В 2030 году все еще будет наблюдаться небольшой рост технологий, достигнув 120 кВт.

Текущая стоимость топливной и электрической системы нашей страны остается на уровне 1,15-15 млн юаней / кВт, и Chuangfeng Capital ожидает, что удельная стоимость системы топлива и электроэнергии снизится до 0,9 / 0,5 / 0,2 млн юаней в 2020/2025/2030 годах.

Топливный элемент против литиевых: будущее может сосуществовать долгое время, и отношения полного замещения не существует

Итак, каковы основные стимулы, которые уже сдерживают рост рыночных рынков топливных элементов на сотни миллиардов долларов, которые вот-вот должны вырасти?

В настоящее время движущими факторами развития индустрии топливных элементов в основном являются: политическая поддержка, государственные субсидии не сокращаются, а местные субсидии - продолжение; Пробег в основном сопоставим с пробегом бензовоза; Короткое время зарядки (3-5 минут); Низкая температура никак не сказывается на его пробеге.

Другие технические требования вышеуказанной политики включают: номинальная мощность системы топливных элементов легковых автомобилей не менее 10 кВт, а номинальная мощность системы топливных элементов грузовых автомобилей не менее 30 кВт. Транспортные средства на топливных элементах имеют запас хода не менее 300 километров на чистом электричестве.

Хотя политика государственных субсидий ясна, местные стандарты субсидий также соблюдаются. В июне ряд местных городов подтвердили политику субсидирования топливных элементов. Chuangfeng Capital полагает, что с официальным внедрением 18-летнего субсидирования New Deal город также активизирует внедрение и реализацию местной политики субсидирования топливных элементов.

После национальной политики мы возвращаемся к преимуществам автомобилей на топливных элементах.

Первое - это пробег. Согласно текущим основным параметрам FCV в мире, текущий диапазон FCV в основном стабилен на уровне 300-700 км; Toyota Mirai, как технический представитель топливных элементов, имеет запас хода от 600 до 650 км, что практически сопоставимо с бензовозами. Диапазон чистых электромобилей, установленных на литий-железо-фосфатных батареях, в основном стабильный между 100 и 300 км; Tesla ModelS имеет максимальную дальность 480 км.

Повышение плотности энергии литиевых батарей столкнулось с техническими проблемами, диапазон возможностей для модернизации очень ограничен.

Еще раз проверьте время зарядки. Возьмем TeslaModels в качестве примера технологии тройных батарей, и для ее заполнения требуется 75 минут. Этот метод зарядки приводит к большему повреждению аккумулятора, что может сократить срок его службы и требует тока до 192 А (первые 40 минут заполняются током 192 А на 80%, а следующие 35 минут требуют использования слаботочных удерживающих аккумуляторов). . Если электромобиль популяризируется в широких масштабах и учитывается скорость зарядки, электросеть будет испытывать большее давление.

Напротив, время надувания топливного элемента в основном такое же, как время заправки бензовоза, что избавляет пользователя от необходимости долго ждать зарядки.

Однако в топливных элементах также используются короткие пластины, которые нельзя «перезарядить» в домашних условиях, а можно пойти только на станцию гидрогенизации за газом.

И наконец, низкая температура. На дальность действия литиевой батареи в значительной степени влияют низкие / высокие температуры. Средний пробег литиевых батарей составляет 169 км при 23 ° C, но когда температура падает до минус 6 ° C, средний пробег уменьшается на 60% до 68 км, а средний пробег уменьшается на 33% при повышении температуры до 35 ° C. . До 113км.

Топливный элемент по существу гарантирует работу батареи в низкотемпературной среде, так что на диапазон выносливости в основном не влияет температура за границами.

И наконец, низкая температура. На дальность действия литиевой батареи в значительной степени влияют низкие / высокие температуры. Средний пробег литиевых батарей составляет 169 км при 23 ° C, но когда температура падает до минус 6 ° C, средний пробег уменьшается на 60% до 68 км, а средний пробег уменьшается на 33% при повышении температуры до 35 ° C. . До 113км.

Топливный элемент по существу гарантирует работу батареи в низкотемпературной среде, так что на диапазон выносливости в основном не влияет температура за границами.

В настоящее время основными препятствиями на пути развития топливных элементов в Китае являются:

Во-первых, модели топливных элементов, выпущенные японским брендом, имеют очевидные преимущества перед другими национальными брендами с точки зрения пробега, в основном потому, что:

1) Высокая мощность электрического реактора на топливных элементах; 2) Хранение водорода более высокого качества; 3) Небольшой вес автомобиля.

Путь топливных элементов в Китае начался поздно, и он не имеет преимуществ перед Японией, Южной Кореей и Европой в накоплении технологий и прокладке промышленных цепочек. По данным визита, мощность электрического реактора на топливных элементах в Китае невысока и в настоящее время составляет 30-60 кВт.

Во-вторых, трудно разделить высокую стоимость фактического срока службы отечественных топливных элементов, которая стала одним из важных факторов, ограничивающих коммерциализацию транспортных средств на топливных элементах.

Ожидается, что к 2020 году ожидаемый срок службы систем топливных элементов достигнет 5000 часов, согласно данным, опубликованным Энергетическим агентством США. Компания Toyota успешно провела испытания своего электрического реактора на топливных элементах с высокой чистотой воздуха, равным 10 000 часов.

Вернувшись в Китай, система автомобильных топливных элементов теперь имеет срок службы всего 1000-2500 часов. В то же время стоимость нашей системы топливных элементов составляет около 1–1,5 миллиона юаней / кВт; Для автомобиля мощностью 30 кВт стоимость его системы топливных элементов достигает 30-450 000 юаней, а общая стоимость автомобиля составляет почти один миллион.

Машина в дороге, проветриться - неизбежная проблема. В Китае недостаточное количество станций гидрогенизации, и в краткосрочной перспективе их сложно быстро увеличить, что также создало огромные препятствия для развития отрасли.

К маю 2018 года количество станций гидрогенизации в Китае достигло 12, что на четыре больше по сравнению с концом 2017 года. Хотя в настоящее время планируется еще 19 водородных станций, нынешняя плотность водородных станций все еще недостаточна для поддержки коммерциализация автомобилей на топливных элементах. Высокие затраты на строительство и эксплуатацию, а также отсутствие основного отечественного оборудования затрудняют увеличение количества станций гидрогенизации в краткосрочной перспективе.

Низкая плотность водородных станций в Китае делает коммерческие автомобили основным направлением продвижения топливных элементов, но правительству и автобусным компаниям трудно снова оплачивать автобусы на топливных элементах в краткосрочной перспективе.

Наконец, отсутствие поддержки производственной цепочки и низкая скорость локализации ключевого оборудования / компонентов делают системы топливных элементов и водородные станции дорогостоящими. В целом стоимость электрических реакторов составляет около 60% стоимости электросистемы. Поскольку многие компоненты систем топливных элементов (например, воздушные компрессоры) не могут быть произведены внутри страны, Ballard необходимо импортировать, чтобы завершить производство систем топливных элементов, которые продаются в Китае. Высокая импортная стоимость энергетических реакторов на сжатом воздухе составляет всего 30% стоимости. В настоящее время стоимость нашей системы составляет 1-15 000 / кВт.

Таким образом, две технологии, топливные элементы и литиевые элементы, могут сосуществовать в течение долгого времени в будущем, и полной альтернативной взаимосвязи не существует. Поскольку технология топливных элементов и литиевых элементов имеет взаимодополняющие технические дефекты, потребности пользователей и опыт дополняют друг друга. С другой стороны, совместная работа топливных элементов и литиевых элементов может продлить срок службы топливных элементов. Zhengjieying объяснил, что автомобили на топливных элементах, представленные в настоящее время на рынке, в основном оснащены топливными элементами и литиевыми батареями, а именно водородными топливными элементами, оснащенными небольшими литиевыми батареями / никель-металлогидридными батареями. Наличие литий / никель-металлгидридных элементов может обеспечить стабильную рабочую мощность топливных элементов в течение длительного периода времени, что способствует продлению срока службы топливных элементов.

Страница содержит содержимое машинного перевода.