氢:转型能源格局的未来燃料

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氢是一种清洁、可持续的能源形式,有望在未来能源格局中发挥重要作用。氢可以通过多种来源产生,包括水、天然气和可再生能源。它可以储存和运输,并可用于各种应用,包括发电、供暖和交通。

氢的优点

  • 清洁: 氢在燃烧时不会产生温室气体或其他污染物。
  • 可持续: 氢可以通过可再生能源产生,使其成为一种可持续的能源来源。
  • 高效: 氢的能量密度很高,这意味着它可以在相对较小的空间内储存大量能量。
  • 多功能: 氢可以用于多种应用,包括发电、供暖和交通。

氢的挑战

尽管氢具有作为未来燃料的潜力,但它也面临着一些挑战:
  • 生产成本: 目前,大规模生产氢的成本很高。
  • 储存和运输: 氢需要在高压或低温下储存和运输,这可能具有成本和安全挑战。
  • 基础设施: 开发氢经济需要大量投资基础设施,包括加氢站和氢管道。

氢的应用

氢可以用于广泛的应用,包括:
  • 发电: 氢可以用于发电厂,以提供清洁、可持续的能源。
  • 供暖: 氢可用于住宅和商业建筑的供暖 。
  • 交通: 氢动力汽车可以提供零排放的交通方式。
  • 工业流程: 氢可以用于多种工业流程,如炼油和钢铁生产。

氢经济的未来

氢经济是指基于广泛利用氢作为燃料的经济。氢经济有望减少对化石燃料的依赖,并创造就业机会和经济增长。要实现氢经济,需要克服大量挑战,包括降低生产成本、开发储存和运输解决方案以及投资基础设施。尽管面临挑战,氢仍然被广泛认为是未来能源格局中的重要燃料。随着技术的不断进步和政府的支持,氢经济有望成为现实,从而为可持续和清洁的能源未来做出重大贡献。

新能源的三大流派:换电、充电、氢燃料,到底谁是未来?

首先,充电基本设施一直在稳步发展,多层次的充电方式满足不同场景。 每个场景均存在一些问题,但改进的路径是清晰的 :

可以看到,从补能方式的角度来讲,换电模式在场景4与5的优势很大,但场景1、2、3并没有什么优势。

总体来说,就算没人发展换电了,仅发展充电模式也并不存在解决不了的根本难题 。 换电起步比较晚,要想占据一席之地,就需要有不可替代的优势。

私家乘用车领域,说要换电必提蔚来。 我上面说换电拼死一博,并不是说蔚来拼死一搏 ——蔚来这家企业发展形势乐观,以换电为核心的服务也成为品牌优势之一,可以说蔚来已经把换电模式做到了商业闭环的程度 。

但是,蔚来的换电只能给蔚来车主来用,虽然蔚来说换电技术是公开给其它企业的,但目前看不到其它车企真的基本蔚来换电平台开发的可能性。

这既有商业竞争上的考虑,也有换电模式对产品设计制约的考虑 —— 蔚来的通用电池包不算小,所以ES8、ES6、ET7都是大车,ET5算是中等尺寸的车但是很宽,这样的车一般定价都不会低。蔚来品牌可以撑得起这个价格,其它自主品牌车企有信心撑起这个价格吗?

所以,蔚来换电成功 换电模式崛起 。

中石化与蔚来展开了合作,一年合作建立了175年换电站,可以说双方都是真金白银的投入。

显然,中石化搞这些事情肯定不是为蔚来锦上添花的,而是想借这个契机将「加油站」转化为「综合补能站」 —— 既能加油,也能充电、换电、加氢,以确保自己在中国双碳战略中不掉队 。

但是,怎么才能将蔚来换电推广给全行业? 在推广过程中,中石化与蔚来分别扮演什么角色? 这一切变数很大,我们不好估计。 站在今天这个时间点,我们只能说: 蔚来换电成功 换电模式崛起 。

提起换电优势,我们想的是场景4与5的便利: 就像加油一样的3分钟换电,比充电1小时方便多了 。 此外,还避免了大功率充电对电网的冲击、对电容量的要求低 。

实际上,这点优势超快充也能实现,比如即将发布的小鹏G9,基于800V平台可以实现5分钟充200公里。 实际上,充电功率达到400kW这个水平之后,换电/充电是3分钟还是10分钟,对消费者并没有什么区别了,除非你正在跑F1。

480kW对电网的冲击是很大的,这点劣势怎么破? 自建储能可以破:储能电池平时充电就行,这和换电电池仓库平时慢充是差不多的。

所以,将目光往未来看个两三年,补能速度并不是换电的根本优势。 如果只关注补能速度,就会觉得换电没有前途,超充一统江湖 。

换电的根本优势是什么呢? 需要从宁德时代发布的换电品牌EVOGO和「巧克力换电块」上寻找答案。

为什么说「可掰开可组合」非常重要,因为它指出了电动 汽车 的一个根本问题: 一个80度电的长续航电动车,其中前26度是高频使用的电,中间26度是低频使用的电,后26度是应急使用的电 。

从消费者的角度来讲,前26度最值钱,但后52度又不得不买。 从产品角度来讲,虽然大部分情况下使用的是前26/52度电,但26度电池的重量每时每刻都在承担着。

总结一下这种「可掰开可组合」换电模式的意义:

这才是换电模式的根本意义,也是充电模式不可能实现的效果。

考虑换电的根本劣势,我们需要做一个思想试验: 假设宁德时代的EVOGO「巧克力换电块」已经搞成功了,那是不是所有车企都会选择兼容呢 ?

你的回答也许是肯定的。 因为兼容了「巧克力换电块」,就意味着低成本实现了超快充、多了很多第三方换电站、降低了整车成本,这对产品竞争力的增强是显而易见的。 反过来,如果不兼容的话,可能就卖不出去了。

我们不只能看到好处,还要看到代价: 无法采用液冷、整包能量密度较低、无法采用底盘电池一体化技术 。

总体来说,就是采用「巧克力电池包」不利于打造极致的产品,因而不适用于头部车企。 必须指出的是,所谓的极致是相对而言的,「巧克力电池包」的技术本身并不差,只是不极致:

还有一个额外的代价,目前还没显现出来:选择了换电,就拒绝了「底盘电池一体化」技术路线。

所以我们可以看到,就算宁德时代「巧克力换电块」的换电模式做成功了,也不可能一统江湖。那时候的电动车,会呈现两极分化的趋势:

注意,以上这种假设,是基于宁德时代EVOGO能做成功。 现在它才刚刚起步,而且在to C领域也没有成功的经验,未来能不能搞成功还很难讲。

如果搞不成的话,将来的格局很可能是蔚来换电一枝独秀,网约车出租车换电有一席之地,其它私家电动车全部充电模式。 所以说:充电逐渐成熟,换电拼死一搏 。

商用的种类特别多,微卡、轻卡、皮卡、客车、重卡。 除重卡外,其它几种类型的电动化路线都很显然:纯电+充电。

从绝对数量上来说,重卡也不多,但不可轻视: 商用车碳排放占所有车的64.6%,而重卡占商用车83.5%。也就是说,这1000多万辆重卡的碳排放,比所有轿车SUV加起来还多!

解决了重卡的新能源问题,就建成了 汽车 电动化的半壁江山啊。

重卡的充电模式存在难以解决的难题:

清研华科新能源研究院:麦肯锡:充电更适合电动卡车?6 赞同 · 0 评论文章

考虑到锂电技术再有大突破很困难,所以氢燃料电池重卡基本上是立于不败之地的。 换个角度,氢能和燃油的属性相似,就凭这一点,锂电池是很难追上能量密度的,这也就决定了氢燃料电池在重卡领域的不败之地 :

氢燃料电池立于不败之地,换电重卡能吃掉多少份额,要看它在十四五规划的五年间都取得多大进展了。

从这个意义上来说,氢能与纯电之争,主要只体现在重卡领域了。

有人说特斯拉Semitruck满载36吨的续航800公里,充电30分钟可以600公里。 这听起来也很不错,为啥咱们不走这个路线呢?关于这个问题,我还没仔细研究,大体估摸着应该是成本、安全性、充电电网冲击待方面存在困难。 有空再研究吧!本文就不展开了。

5分钟带你读懂热门技术:合成燃料

在科技的前沿领域,合成燃料正逐渐成为瞩目的焦点。 它不仅在国际汽车竞技中崭露头角,而且正在引领未来的能源革命。 今天,让我们一起深入探索这个备受期待的技术——合成燃料,揭开它的神秘面纱。

首先,让我们澄清一个常见的误解——生物燃料与合成燃料的区别。生物燃料主要来源于生物质,如农作物或植物废弃物,通过生物过程转化为燃料。而合成燃料,是通过化学反应直接从非生物质来源制造,如氢气、碳氢化合物,甚至废气等,具有更高的灵活性和可控性。

丰田作为全球汽车行业的领导者,一直在探索创新技术,其中就包括合成燃料的应用。 他们的研究重点在于开发高效、环保的氢燃料电池系统,氢气作为合成燃料,能够提供零排放的驾驶体验。 这不仅体现了对可持续发展的承诺,也是对传统燃油车的颠覆性突破。

合成燃料的优势在于其清洁性和可再生性。相比于化石燃料,它产生的温室气体排放量低,对环境影响较小。而且,随着科技的进步,通过改进生产工艺,合成燃料的生产成本有望进一步降低,使其在经济效益上更具竞争力。

然而,合成燃料的推广仍面临一些挑战,如基础设施建设、储存和运输难题。 但不可否认的是,随着全球对清洁能源的追求日益高涨,合成燃料的未来前景十分广阔,有可能成为推动能源转型的重要力量。

总的来说,合成燃料是科技与环保的完美结合,它正在改变我们的能源格局,引领汽车行业迈向更绿色、更可持续的未来。让我们期待这一领域更多的突破和创新,共同见证合成燃料在现实生活中的广泛应用。

专访国家电投张银广:希望国家对氢能产业发展增加引导政策

当前全球能源转型、汽车转型共同地聚焦低碳化和绿色化,氢能是实现这两大转型共同的支撑。 在10月15日百人会主办的2020氢能产业发展创新峰会间隙,国家电投集团氢能科技发展公司总经理张银广接受了EV视界等媒体的采访,他指出,“十四五”是氢能产业链构建关键时期,目前面临政策、自主技术不成熟、应用规模小、氢能供给基础设施分散等制约瓶颈。 他建议国家在政策层面破除制约,增加引导,在加氢站等基础设施建设上,希望国家能全面规划,而不是分散式由企业来牵头建设。

1、国电投在氢能发展领域要打造什么的格局和目标?

张银广:国家电投对未来氢能发展充满信心和希望,认为这是我国清洁能源转型发展的必由之路。

国家电投从2016年开始到现在一直致力于氢能相关技术和产业布局。 到目前为止已经取得了一定进展,国家电投要成为未来氢能源的供应商,未来方向是大规模的可再生能源制氢和发电相结合。

第二,以国家电投氢能公司为依托,在关键技术和产品方面发力。 目的在于发展产业的同时要为我国氢能产业打造自主技术和装备,不能受制于人。 另外也能够快速推动整个产业发展,目标是尽快实现规模化发展。

2、国家电投是央企,发展氢能产业的优势体现在哪些方面?

张银广:国家电投现在四大发电集团中清洁能源占比最高,截止到今年底,清洁能源占比将会达到53%,下一步会到60%-70%。 从这一角度来看,国家电投非常重视氢能发展。 氢能是未来清洁能源的发展方向,理所当然成为国家电投重点发展的领域。

国家电投认为只有实现大规模可再生能源制氢的贡献,才能根本解决氢能自主化供给,真正让氢能成为终端能源重要的一部分。 因此,氢能和可再生能源结合,可再生能源发电目前是国家电投的重要致力方向。

可再生能源一方面发电,一方面制氢,希望做到协同发展。 现在电网的消纳受一定限制,如果电能和氢能发展结合在一起,把波动性进行抑制,这就是国家电投发展氢能的优势。 国家电投本身是可再生能源发电的大型企业,在制氢方面有很多资源。

另外,国家电投在技术方面经过了几年积累,目前为止,围绕制氢技术及燃料电池技术已经完成了技术积累和储备。 从燃料电池的材料级就是催化剂、质子膜、双极板等都实现了自己的自主化,同时也在布局制氢技术。 通过技术和产业两条线共同推动氢能产业的发展,这是国家电投的优势,也是宏伟的战略目标。

3、国家电投对全国氢能发展布局是如何规划的?

张银广:国家电投是目前最先对氢能产业实现系统性布局的央企。 从能源线角度,现在集团分工是集团公司所属的省公司、二级单位负责能源线的建设。 目前各个省公司,例如中国电力、上海电力以及重庆公司、江苏公司等都纷纷在能源线上布局,开展示范。

产品线角度,从技术研发到生产制造基地的部署,再到市场应用示范和推广,都在全面布局。 国家电投已经完成了京津冀以北京为中心的研发及中试基地,现在已经建成。 在宁波的华东氢能产业基地已经初具规模,宁波绿动公司已经完成了注册,产线已经具备了量产的能力,以宁波为中心,向整个华东辐射。 今年以武汉为中心布局华中产业基地。 打造这些基地的目的就是未来氢能产业快速发展时,能提供足够的炮弹,支撑产业快速扩展。

国家电投发展氢能的出发点是推动能源转型。 希望把氢能快速推广、应用,能够替代化石能源,尤其是石油,解除国家目前对外依赖,首先要把产业链里一些关键环节掌握住,不被卡脖子,抓住和产业链相关的制氢环节及产能应用环境。 只有把链路打通,才能起到推动作用。 从材料开始做积累,下一步的战略布局是能源线和产品线并重,协同快速推动氢能产业发展。

4、国家电投在燃料电池关键技术领域取得了什么样的进展、突破?

张银广:这几年,国内在氢能技术突破方面取得了比较大的进展。 现在真正卡脖子的问题是在氢能技术装备上。

其实现在的自主技术已经具备了推动产业向前发展的条件。 现在我们和国外的差距在于技术和装备的成熟度,我们虽然有技术,但是没有经过大量验证,还不成熟,发展规模太小,到现在为止燃料电池汽车只推广了6000多辆,下一步通过示范城市群,构建一些商业模式,让自主技术和装备成熟起来,是产业应该重视的地方。

国家电投这几年在燃料电池技术方面已经实现了材料级的全自主化积累,尤其是五部委列出的八项关键技术里,围绕燃料电池的六项技术,我们基本上已经完成积累,催化剂、质子膜、电堆等。 国内自主技术已经储备,下一步怎么让技术成熟,是国家电投力推的方向。

5、氢燃料电池发展的应用场景在未来几年或更长时间内,主要在哪些方面?

张银广:从氢能应用来讲,现在的热点是燃料电池汽车。 我认为近期可能是以推重型运输车和物流车为主,更多的是在石油替代方面,环境保护方面,社会效益会更大一些,这个应用场景可能会率先展开。 下一步可能在船舶等其他行业,还有其他的一些应用场景会随着成本的下降,梯次打开市场空间。 国家电投会联合合作伙伴一起分析这些应用场景,针对近、中、远来梯次推进。

要想氢能获得发展,必然具备可行性。 现在的策略是通过社会化资本放到较长周期里。 通过构建一个商业模式把它拉长,这样平均成本会下降很多,利用资本的力量,加上一定的政府引导资金,以小钱拉动大钱,构建大的应用场景,这是我们正在探索的应用路径,我们认为它具备可行性。

希望国家设立一些引导性政策。 如果单独作为一个氢能产业推进,孤立去做,很难投入大量资金去做。 如果把引导性政策于解决能源保障问题、解决环境问题结合起来。 这样长期有效的政策可以让企业能够有规划的推动,离可操作和可商业化更近一些,从而做长远布局。

6、加氢站的建设速度对下一步的产业发展有哪些影响?

张银广:目前来看,整个氢能产业里边除了技术、商业模式之外,还有基础设施的瓶颈比较大。 建议在能源基础设施方面,从国家角度出台一些规划。

标签: 转型能源格局的未来燃料

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