Brennstoffzelle gegen Lithiumbatterien, wer ist besser?

Die Menschen glauben, dass die beiden Technologien Brennstoffzellen und Lithiumzellen in Zukunft möglicherweise noch lange nebeneinander existieren und es keine vollständige alternative Beziehung gibt. Da die Brennstoffzellen- und Lithiumzellentechnologie komplementäre technische Mängel aufweisen, ergänzen sich die Bedürfnisse und Erfahrungen der Benutzer. Andererseits kann der gemeinsame Betrieb von Brennstoffzellen und Lithiumzellen die Lebensdauer von Brennstoffzellen verlängern. Quellen erklärten, dass die derzeit auf dem Markt befindlichen Brennstoffzellenfahrzeuge im Wesentlichen mit Brennstoffzellen und Lithiumbatterien ausgestattet sind, nämlich Wasserstoffbrennstoffzellen, die mit kleinen Lithiumbatterien / Nickel-Metall-Wasserstoffbatterien ausgestattet sind. Das Vorhandensein von Lithium / Nickel-Metallhydrid-Zellen kann die Betriebsleistung von Brennstoffzellen über einen langen Zeitraum auf einem stabilen Niveau halten, was zur Verlängerung der Lebensdauer von Brennstoffzellen beiträgt.

Das Hinzufügen von Gas dauert nur 3-5 Minuten. Der Kilometerstand ist vergleichbar mit dem eines Tankwagens und hat keinen Einfluss auf den Kilometerstand bei niedrigen Temperaturen. Brennstoffzellenfahrzeuge haben viele Leistungsvorteile, die Lithiumbatteriefahrzeuge nicht erzielen können. Die Menschen scheinen eine bessere Wahl zu sehen als Kraftstoff und Elektrofahrzeuge. Noch wichtiger ist, dass die staatliche Politik auch begonnen hat, Brennstoffzellen zu bevorzugen. Im Jahr 2018 wurde die offizielle Version der neuen Energiesubventionspolitik offiziell umgesetzt. Im Zusammenhang mit der schrittweisen Reduzierung der staatlichen Subventionen für Elektrofahrzeuge wurden die Subventionen für Brennstoffzellenbusse und Logistikfahrzeuge nicht reduziert. Mehrere lokale Städte haben im Juni auch lokale Subventionen für Brennstoffzellen bestätigt, und es wird erwartet, dass die Stadt die Einführung und Umsetzung lokaler Subventionen für Brennstoffzellen verstärkt.

Wie lange wird die Ära der Brennstoffzellenautos unter dem anhaltend positiven politischen Anreiz stehen? Zhengjieying, ein leitender Analyst für Kapitalwechsel, glaubt, dass die beiden Technologien Brennstoffzellen und Lithiumzellen in Zukunft möglicherweise noch lange nebeneinander existieren und es keine vollständige alternative Beziehung gibt. Da die Brennstoffzellen- und Lithiumzellentechnologie komplementäre technische Mängel aufweisen, ergänzen sich die Bedürfnisse und Erfahrungen der Benutzer. Andererseits kann der gemeinsame Betrieb von Brennstoffzellen und Lithiumzellen die Lebensdauer von Brennstoffzellen verlängern. Zhengjieying erklärte, dass die derzeit auf dem Markt befindlichen Brennstoffzellenfahrzeuge im Wesentlichen mit Brennstoffzellen und Lithiumbatterien ausgestattet sind, nämlich Wasserstoffbrennstoffzellen, die mit kleinen Lithiumbatterien / Nickel-Metallhydrid-Batterien ausgestattet sind. Das Vorhandensein von Lithium / Nickel-Metallhydrid-Zellen kann die Betriebsleistung von Brennstoffzellen über einen langen Zeitraum auf einem stabilen Niveau halten, was zur Verlängerung der Lebensdauer von Brennstoffzellen beiträgt.

Gegenwärtig gibt es 30 börsennotierte Unternehmen in China, die die Kette der Brennstoffzellenautoindustrie entworfen haben. Unter ihnen haben PetroChina und Sinopec bereits erklärt, dass das Layout des Wasserstoffstationsbaus das größte Hindernis für die Entwicklung von Brennstoffzellenfahrzeugen lösen soll. Die Anzahl der Tankstellen ist unzureichend. Beim Bau von Wasserstofftankstellen kommen die Hauptvorteile der "zwei Barrel Öl" aus Ressourcen und Verkaufsterminals. Aufgrund der Anzahl von 20.000 PetroChina- und 30.000 Sinopec-Tankstellen (Gas) wird der Bau der chinesischen Wasserstofftankstellen in Zukunft voraussichtlich zunehmen. Beschleunigen.

Die Größe des Brennstoffzellenmarktes wird voraussichtlich 100 Milliarden erreichen

Brennstoffzellen sind Geräte, die die chemische Energie erneuerbarer Energien wie Wasserstoff und Sauerstoff in elektrische Energie umwandeln. Unter diesen ist der elektrische Reaktor die Energiequelle der Brennstoffzelle, und der Unterschied in der Leistung des elektrischen Reaktors bestimmt direkt die Ausgangsleistung der Brennstoffzelle.

Bei neuen energiebatterien geben Lithiumbatterien elektrische Energie ein / aus, tatsächlich wird die elektrische Eingangsenergie zuerst gespeichert, und wenn sie verwendet wird, wird sie über das Ausgabegerät ausgegeben.

Daher sind Brennstoffzellen Stromerzeuger und Lithiumzellen energiespeicher.

Gemessen an der Anzahl der Megawatt, die aus verschiedenen Regionen der Welt geliefert werden, befindet sich der Brennstoffzellenmarkt in Nordamerika und Asien derzeit in einer Wettbewerbssituation. In 17 Jahren ist die Megawattlieferung in Nordamerika sogar höher als in Asien (Nordamerika: 325,5 MW gegenüber Asien: 303 MW).

Obwohl die Lieferungen nordamerikanischer Brennstoffzellen weitaus geringer sind als in Asien, da nordamerikanische Brennstoffzellen hauptsächlich zur Stromerzeugung in großem Maßstab eingesetzt werden, ist die Monomerleistung höher.

Gleichzeitig machte Asien in Bezug auf Lieferungen aus allen Regionen der Welt in 17 Jahren etwa 78% der weltweiten Brennstoffzellenlieferungen aus und erreichte 57.000 Einheiten.

Asiatische Sendungen werden hauptsächlich von Japan und Südkorea angetrieben. Der japanische Toyota hält weiterhin an seinem Auslieferungsziel für Brennstoffzellenfahrzeuge für 2020 von 30.000 Fahrzeugen fest. Honda und Hyundai haben ebenfalls begonnen, Brennstoffzellenmodelle in kleinem Maßstab zu verkaufen, aber es könnte schwierig sein, die Massenproduktion bis 2020 zu erreichen.

Häufig verwendete Brennstoffzellen können entsprechend ihrer Elektrolyte in Protonenaustauschmembran-Brennstoffzellen (PEMFC), Festoxid-Brennstoffzellen (SOFC), geschmolzene Carbonat-Brennstoffzellen (MCFC), Phosphat-Brennstoffzellen (PAFC) und alkalische Brennstoffzellen unterteilt werden. (AFC).

Die Protonenaustauschmembran-Brennstoffzelle (PEMFC) bietet eine Reihe von Leistungsvorteilen, darunter eine niedrige Batterietemperatur und eine schnelle Startgeschwindigkeit. Gleichzeitig ist es im Transport- und Mobilbereich weit verbreitet, sodass der weltweite Versand von Protonenaustauschmembran-Brennstoffzellen und die Anzahl der versendeten Gigawatt eine beherrschende Stellung einnehmen.

Aus Sicht der Sendungen ist es, da PEMFC hauptsächlich im Automobilbereich eingesetzt wird, kurzfristig schwierig, mehrere wichtige Brennstoffzellenmodelle nachgelagert freizugeben. Daher entsprechen PEMFC-Lieferungen in 17 Jahren im Wesentlichen 16 Jahren.

Gemessen an der Anzahl der ausgelieferten Megawatt ist die einzelne Stromerzeugung von PEMFC seit 2012 erheblich gestiegen, von 1,7 KW / Satz für 12 Jahre auf 10,7 KW / Satz für 17 Jahre.

Übersicht über verschiedene Brennstoffzellenindikatoren und Anwendungsbereiche

Wie viele Brennstoffzellenautos gibt es in China?

Den Daten zufolge sind 2017 insgesamt 22 Brennstoffzellen-Nutzfahrzeuge von 10 Automobilunternehmen in den neu veröffentlichten empfohlenen Katalog des Jahres aufgenommen worden, und die maximale Anzahl von Modellen waren städtische Personenkraftwagen.

Im Jahr 2017 betrug die Produktion von kommerziellen Brennstoffzellenfahrzeugen in China 1.226 Fahrzeuge, von denen das größte Produktionsmodell ein Logistikfahrzeug und die größte Produktionsfirma für Logistikfahrzeuge die Dongfeng Company war. Die größte Produktionsfirma für gewöhnliche Personenkraftwagen war SAIC Chase, und die größte Produktionsfirma für Busbusse war Foshan.

Die Betroffenen glauben, dass die Regierung und die Busunternehmen als größter Käufer von Lithiumbatteriefahrzeugen in den letzten drei Jahren derzeit wahrscheinlich nicht sofort wieder für die Förderung von Brennstoffzellenbussen zahlen werden. Daher basiert das Feld der Brennstoffzellenfahrzeuge auch in Zukunft auf der Produktion von Logistikfahrzeugen. Dominant werden.

Gleichzeitig wird mit der Zunahme der Produktion von Brennstoffzellenfahrzeugen und der Einzelstromversorgung eine Marktgröße von 100 Milliarden erwartet.

Die Annahmen basieren auf Folgendem: Gemäß der im November 2017 veröffentlichten "Roadmap for Energy Conservation and New Energy Vehicle Technologies" liegt das Entwicklungsziel für Brennstoffzellenfahrzeuge unseres Landes für 2020/2025/2030 bei 5.000 / 50.000 / 1.000.000 Fahrzeugen.

Dem Besuch zufolge bleibt die Monomerleistung des Verbrennungs- und Stromnetzes unseres Landes derzeit im Wesentlichen auf dem Niveau von 30 kW. Jedes Unternehmen für Verbrennungs- und Stromversorgungssysteme hat sich auf die Entwicklung eines 60-kW-Systems konzentriert und ist den nächsten 2-3 Jahren der Auflistung und Popularisierung verpflichtet. Chuangfeng Capital geht davon aus, dass die Leistung des chinesischen Kraftstoffsystems im Jahr 2025 das derzeitige Niveau des von Toyota Mirai beladenen Kraftstoffsystems erreichen und 100 kW erreichen wird. Im Jahr 2030 wird die Technologie noch geringfügig zunehmen und 120 kW erreichen.

Die derzeitigen Kosten für das Brennstoff- und Elektrizitätssystem unseres Landes bleiben bei 1,15 bis 15 Millionen Yuan / kWh, und Chuangfeng Capital geht davon aus, dass die Stückkosten für das Brennstoff- und Stromsystem 2020/2025/2030 auf 0,9 / 0,5 / 0,2 Millionen Yuan sinken werden.

Brennstoffzelle gegen Lithiumzellen: Die Zukunft kann für eine lange Zeit koexistieren und es gibt keine vollständige Substitutionsbeziehung

Was sind also die Hauptanreize, die bereits die Hunderte von Milliarden Dollar an marktgroßen Brennstoffzellenmärkten zurückhalten, die im Begriff sind, zu steigen?

Gegenwärtig sind die treibenden Faktoren für die Entwicklung der Brennstoffzellenindustrie hauptsächlich: politische Unterstützung, staatliche Subventionen gehen nicht bergab und lokale Subventionen folgen; Der Kilometerstand ist grundsätzlich vergleichbar mit dem eines Tankwagens; Kurze Ladezeit (3-5 Minuten); Die niedrige Temperatur hat keinen Einfluss auf die Laufleistung.

Weitere technische Anforderungen der oben genannten Richtlinie sind: Die Nennleistung des Brennstoffzellensystems für Personenkraftwagen beträgt mindestens 10 kW und die Nennleistung des Brennstoffzellensystems für Nutzfahrzeuge beträgt mindestens 30 kW. Brennstoffzellenfahrzeuge haben eine rein elektrische Reichweite von nicht weniger als 300 Kilometern.

Während die staatliche Subventionspolitik klar ist, werden auch lokale Subventionsstandards eingehalten. Eine Reihe lokaler Städte hat im Juni die lokale Subventionspolitik für Brennstoffzellen bestätigt. Chuangfeng Capital geht davon aus, dass die Stadt mit der formellen Umsetzung des 18-jährigen New Deal-Zuschusses auch die Einführung und Umsetzung lokaler Subventionsrichtlinien für Brennstoffzellen vorantreiben wird.

Nach der nationalen Politik kehren wir zu den Vorteilen von Brennstoffzellenautos zurück.

Der erste ist die Kilometerleistung. Gemäß den aktuellen Mainstream-FCV-Parametern der Welt ist die aktuelle FCV-Reichweite im Wesentlichen stabil zwischen 300 km und 700 km. Toyota Mirai hat als technischer Vertreter von Brennstoffzellen eine Reichweite von mehr als 600 km bis 650 km, was im Grunde mit Tankwagen vergleichbar ist. Die Reichweite von reinen Elektrofahrzeugen, die in lithium-eisenphosphat-batterien eingebaut sind, ist grundsätzlich zwischen 100 km und 300 km stabil. Tesla modelS hat eine maximale Reichweite von 480 km.

Die Verbesserung der Energiedichte von Lithiumbatterien war mit einem technischen Engpass konfrontiert. Die Reichweite des Upgrade-Bereichs ist sehr begrenzt.

Überprüfen Sie die Ladezeit erneut. Nehmen Sie TeslaModels als Beispiel für ternäre Batterietechnologie und es dauert 75 Minuten, um sie zu füllen. Diese Lademethode hat größere Schäden an der Batterie, was die Batterielebensdauer verkürzen und einen Strom von bis zu 192 A erfordern kann (die ersten 40 Minuten sind zu 80% mit 192 A gefüllt, und die nächsten 35 Minuten erfordern die Verwendung von Batterien mit geringer Stromretention). . Wenn das Elektrofahrzeug in großem Umfang populär gemacht wird und die Ladegeschwindigkeit berücksichtigt wird, wird das Stromnetz einem größeren Druck ausgesetzt.

Im Gegensatz dazu entspricht die aufblasbare Zeit der Brennstoffzelle im Wesentlichen der Betankungszeit des Brennwagens, wodurch das Benutzererlebnis, lange auf das Aufladen zu warten, entfällt.

Brennstoffzellen verwenden jedoch auch kurze Platten, die zu Hause nicht "aufgeladen" werden können und nur zur Hydrierungsstation für Gas gehen können.

Und schließlich niedrige Temperatur. Die Reichweite der Lithiumbatterie wird stark von niedrigen / hohen Temperaturen beeinflusst. Die durchschnittliche Laufleistung von Lithiumbatterien beträgt 169 km bei 23 ° C. Wenn die Temperatur jedoch auf minus 6 ° C abfällt, verringert sich die durchschnittliche Laufleistung um 60% auf 68 km und die durchschnittliche Laufleistung um 33%, wenn die Temperatur auf 35 ° C steigt . Bis 113km.

Die Brennstoffzelle garantiert im Wesentlichen die Leistung der Batterie in einer Niedertemperaturumgebung, so dass der Ausdauerbereich im Wesentlichen nicht durch die Temperatur außerhalb der Grenze beeinflusst wird.

Und schließlich niedrige Temperatur. Die Reichweite der Lithiumbatterie wird stark von niedrigen / hohen Temperaturen beeinflusst. Die durchschnittliche Laufleistung von Lithiumbatterien beträgt 169 km bei 23 ° C. Wenn die Temperatur jedoch auf minus 6 ° C abfällt, verringert sich die durchschnittliche Laufleistung um 60% auf 68 km und die durchschnittliche Laufleistung um 33%, wenn die Temperatur auf 35 ° C steigt . Bis 113km.

Die Brennstoffzelle garantiert im Wesentlichen die Leistung der Batterie in einer Niedertemperaturumgebung, so dass der Ausdauerbereich im Wesentlichen nicht durch die Temperatur außerhalb der Grenze beeinflusst wird.

Derzeit sind die Haupthindernisse für die Entwicklung von Brennstoffzellen in China folgende:

Erstens haben die von der japanischen Marke eingeführten Brennstoffzellenmodelle offensichtliche Vorteile gegenüber anderen nationalen Marken in Bezug auf die Kilometerleistung, hauptsächlich weil:

1) Hohe Leistung des elektrischen Brennstoffzellenreaktors; 2) Wasserstoffspeicher höherer Qualität; 3) Leichtgewicht des Autos.

Die Route der Brennstoffzellen in China begann spät und hat keinen Vorteil gegenüber Japan, Südkorea und Europa in Bezug auf die Anhäufung von Technologie und die Pflasterung von Industrieketten. Dem Besuch zufolge ist die Leistung des elektrischen Brennstoffzellenreaktors in China gering und liegt derzeit zwischen 30 und 60 kW.

Zweitens ist es schwierig, die hohen Kosten der tatsächlichen Lebensdauer von Haushaltsbrennstoffzellen zu teilen, was zu einem der wichtigen Faktoren geworden ist, die die Kommerzialisierung von Brennstoffzellenfahrzeugen einschränken.

Nach Angaben der US Energy Agency werden Brennstoffzellensysteme voraussichtlich bis 2020 ihr Lebenserwartungsziel von 5000 Stunden erreichen. Mit hoher Luftreinheit hat Toyota die Lebensdauer seines Brennstoffzellen-Reaktors von 10.000 Stunden erfolgreich getestet.

Zurück in China hat das Auto-Brennstoffzellensystem jetzt eine Lebensdauer von nur 1000-2500 Stunden. Gleichzeitig belaufen sich die Kosten für unser Brennstoffzellensystem auf etwa 1 bis 1,5 Millionen Yuan / kW. Für ein 30-kW-Fahrzeug betragen die Kosten für sein Brennstoffzellensystem 30-450.000 Yuan, und die Gesamtkosten des Fahrzeugs betragen fast eine Million.

Das Auto ist unterwegs, es ist ein unvermeidliches Problem, zu lüften. Chinas unzureichende Anzahl von Hydrierungsstationen, und kurzfristig ist es schwierig, die Anzahl schnell zu erhöhen, was auch enorme Hindernisse für die Entwicklung der Industrie verursachte.

Bis Mai 2018 hatte die Zahl der in China in Betrieb befindlichen Hydrierungsstationen 12 erreicht, ein Anstieg von vier seit Ende 2017. Obwohl derzeit weitere 19 Wasserstoffstationen in Planung sind, reicht die derzeitige Dichte der Wasserstoffstationen noch nicht aus, um die Kommerzialisierung von Brennstoffzellenfahrzeugen. Die hohen Bau- und Betriebskosten sowie der Mangel an Haushaltskernausrüstung machen es schwierig, die Anzahl der Hydrierungsstationen kurzfristig zu erhöhen.

Die geringe Dichte der Wasserstofftankstellen in China macht Nutzfahrzeuge zur Hauptförderungsroute für Brennstoffzellen, aber es ist für die Regierung und die Busunternehmen schwierig, kurzfristig wieder für Brennstoffzellenbusse zu bezahlen.

Schließlich machen der Mangel an industrieller Kettenunterstützung und die niedrige Lokalisierungsrate der wichtigsten Geräte / Komponenten Brennstoffzellensysteme und Wasserstoffstationen teuer. Im Allgemeinen machen die Kosten für elektrische Reaktoren etwa 60% der Kosten des elektrischen Systems aus. Da viele Komponenten in Brennstoffzellensystemen (wie Luftkompressoren) nicht im Inland hergestellt werden können, muss Ballard importieren, um die Produktion der in China verkauften Brennstoffzellensysteme abzuschließen. Die hohen Importkosten von Druckleistungsreaktoren machen nur 30% der Kosten aus. Gegenwärtig betragen die Kosten für unser System 1-15.000 / kW.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die beiden Technologien Brennstoffzellen und Lithiumzellen in Zukunft möglicherweise noch lange nebeneinander existieren und es keine vollständige alternative Beziehung gibt. Da die Brennstoffzellen- und Lithiumzellentechnologie komplementäre technische Mängel aufweisen, ergänzen sich die Bedürfnisse und Erfahrungen der Benutzer. Andererseits kann der gemeinsame Betrieb von Brennstoffzellen und Lithiumzellen die Lebensdauer von Brennstoffzellen verlängern. Zhengjieying erklärte, dass die derzeit auf dem Markt befindlichen Brennstoffzellenfahrzeuge im Wesentlichen mit Brennstoffzellen und Lithiumbatterien ausgestattet sind, nämlich Wasserstoffbrennstoffzellen, die mit kleinen Lithiumbatterien / Nickel-Metallhydrid-Batterien ausgestattet sind. Das Vorhandensein von Lithium / Nickel-Metallhydrid-Zellen kann die Betriebsleistung von Brennstoffzellen über einen langen Zeitraum auf einem stabilen Niveau halten, was zur Verlängerung der Lebensdauer von Brennstoffzellen beiträgt.

Die Seite enthält den Inhalt der maschinellen Übersetzung.