Wasserstoffbrennstoffzellen und Lithiumbatterien

Für jede erfolgreiche Energiewende in der Geschichte der Menschheit gab es eine klare Hauptlogik, nämlich dass die Energiedichte um eine Größenordnung gestiegen ist. Zum Beispiel ist Kohle 160-mal teurer als Holz und Öl doppelt so teuer. Nur wenn neue Energie den Vorteil hat, die Energiedichte zu zerstören, kann sie das perfekte Basisnetz und die industriellen Unterstützungsanlagen, die durch die langfristige Entwicklung traditioneller Energie entstanden sind, untergraben und ihre enorme Trägheit bei der Nutzung umkehren. Dies ähnelt dem 10-fachen Geschwindigkeitsprinzip von Grove, dem Gründer von Intel, im Bereich IT. Die neue Technologie, die nach dem Erscheinen erfolgreich untergraben werden kann, fängt im Grunde genommen Feuer und ist überwältigend. Zum Beispiel erschienen Benzinautos 20 Jahre später als Elektroautos, und die frühe Technologie war auch unausgereifter, aber mit dem Vorteil einer hohen Energiedichte ersetzten sie Elektroautos wie verheerend.

Analyse von Wasserstoffbrennstoffzellen und Lithiumbatterien

In den letzten Jahrzehnten haben die Länder Elektrofahrzeuge energisch gefördert, aber der Anteil der Elektrofahrzeuge ist mit weniger als 1% immer noch sehr gering. Selbst bei der neuesten Generation von Lithium-Batterie-Autos, deren extremer Wert für die Energiedichte nur 1/40 des Benzins beträgt, hat die Branche nur langsam das Zehnfache der Verbesserungsgeschwindigkeit erreicht. Aber Brennstoffzellen haben das alles geändert. Sein Wasserstoff als Rohstoff, die Grundenergiedichte ist dreimal so hoch wie die von Benzin, die Arbeitseffizienz des Motors ist doppelt so hoch wie die des Verbrennungsmotors, die tatsächliche Dichte ist sechsmal so hoch wie die von Benzin, die Vorteile liegen auf der Hand. Und Energie aus den letzten hundert Jahren der menschlichen Evolution, ihre Essenz ist die Geschichte der Anpassung des Kohlenwasserstoffverhältnisses. Je höher der Wasserstoffgehalt, desto höher die Energiedichte, desto größer ist die Zukunft von Kohlenstoff-Energie zu Wasserstoff-Energie Die Wasserstoff-Brennstoffzelle ist repräsentativer für die historische Entwicklungsrichtung und wird voraussichtlich die Grundlage für die nächste Energieerzeugung bilden.

Die Fahrzeugleistung umfasst hauptsächlich Ausdauer, Lade- / Wasserstoffladezeit, Ausgangsleistung und Sicherheit usw. Die Energiedichte der Brennstoffzellen ist viel höher als bei Lithiumbatterien. Die entsprechende Batteriekapazität, die Schnellladekapazität und die Reichweite haben natürliche Vorteile, selbst im Vergleich zum Top-Luxusauto Tesla Lithium-Batterie ist auch ein wesentlicher Vorsprung. Die Leistungsdichte ist jedoch nicht hoch, die maximale Ausgangsleistung hängt vom Hilfsenergiebatteriesystem ab, die entsprechende Höchstgeschwindigkeit und der Beschleunigungsindex von 100 km und die Lithiumbatterie unterscheiden sich nicht. Um den Vergleich zu erleichtern, wählen wir als Analyse-Benchmark das aktuelle 2-Liter-Benzin-Verdränger-Benzinfahrzeug aus, das dem 45-Grad-Lithiumbatterie-Fahrzeug und der Ausgangsleistung eines 100-kW-Brennstoffzellenfahrzeugs entspricht.

Energiedichtevergleich

Als eine Art Batterie ist die Lithiumbatterie ein geschlossenes System. Der Akku ist nur ein Energieträger und kann erst nach vorheriger Aufladung betrieben werden. Seine Energiedichte hängt von der Energiedichte des Elektrodenmaterials ab. Da die aktuelle Energiedichte von Anodenmaterialien viel höher ist als die von Anodenmaterialien, erfordert die Erhöhung der Energiedichte die kontinuierliche Aufrüstung von Anodenmaterialien wie Blei-Säure-, Nickel-Reihen- und Lithium-Batterien. Lithium ist jedoch bereits das kleinste metallische Element in Bezug auf das Atomgewicht. Ein besseres Anodenmaterial als Lithiumionen ist theoretisch nur eine reine Lithiumelektrode, aber seine Energiedichte beträgt tatsächlich nur ein Viertel der von Benzin, und es ist äußerst schwierig zu kommerzialisieren und wird jahrzehntelang nicht durchbrechen können. Daher unterliegt die Verbesserung der Energiedichte von Lithiumbatterien dem theoretischen Engpass, und der Raum ist sehr begrenzt, dh von derzeit 160 Wh / kg auf höchstens 300 Wh / kg, selbst wenn er nur 1/120 der erreicht Brennstoffzelle, kann man sagen, an der Startlinie zu sein.

Vergleich der Volumenenergiedichte

Der Hauptnachteil von Rohwasserstoff in Brennstoffzellen ist sein geringes Volumen und seine geringe Energiedichte. Nach dem aktuellen Druckbeaufschlagungsmodell von 700 Atmosphären beträgt seine Volumenenergiedichte 1/3 der von Benzin. Der Wasserstoffspeichertank der Brennstoffzelle hat ein Volumen von 100 l und ein Gewicht von 30 kg, was 30 l im Kraftstofftank eines Benzinwagens entspricht. Der Motor ist jedoch 80 l kleiner als der Verbrennungsmotor, und der Gesamtvolumenunterschied ist nicht signifikant. Lithium-Batterie-Auto ist in drei Yuan und Lithium-Eisen-Phosphat zwei Mainstream-Technologie-Routen unterteilt, repräsentative Unternehmen für Tesla und Byd. Die ternäre Energiedichte ist höher, aber die Sicherheit ist schlecht, was zusätzliche Sicherheitsschutzausrüstung erfordert. Die beiden für 300 km erforderlichen Batterietypen haben ein Volumen von 140 l und 220 l sowie ein Gewicht von 0,4 t und 0,6 t und sind beide viel höher als Brennstoffzellen. Wenn Wasserstoffspeicherlegierungen und kryogene Technologien zur Speicherung von flüssigem Wasserstoff den Durchbruch schaffen, werden das Brennstoffzellenvolumen und die Energiedichte in Zukunft um das 1,5-fache bzw. das 2-fache zunehmen, und die Vorteile werden offensichtlicher.

Leistungsdichtevergleich

Im Wesentlichen kann Brennstoffzelle als chemisches Stromerzeugungssystem mit Wasserstoff als Rohstoff verstanden werden, so dass die Ausgangsleistung relativ stabil ist. Um die Entladeleistung zu maximieren, muss das Batteriesystem hinzugefügt werden. Zum Beispiel ist Toyota Mirai eine unterstützende Nimh-Batterie. Als offenes Stromversorgungssystem kommt seine Energie jedoch von externen Eingängen. Das Hinzufügen einer Nimh-Batterie muss das Problem der Energiespeicherung nicht berücksichtigen. Solange es 5-8 Grad beträgt, kann es die Anforderungen erfüllen und hat geringe Anforderungen an die Batterielebensdauer. Die theoretische Entladungseffizienz von Lithiumbatterien ist zwar sehr hoch, aber um die Batterielebensdauer nicht zu beeinträchtigen, ist die Verwendung vieler Einschränkungen. Im Falle einer Vollladung kann keine große Entladungsrate erfolgen, eine schnelle Entladung gilt nur für 0-80% des Bereichs. Trotzdem wird die Batterielebensdauer im Labor beim Entladen mit einem 5C-Multiplikator auf das 600-fache verkürzt und unter realen Arbeitsbedingungen auf das 400-fache reduziert. Obwohl die maximale Leistung von Telsa 310 kW erreichen kann, beträgt der tatsächliche Entladungsmultiplikator beispielsweise nur 4 ° C. Darüber hinaus ist es als geschlossenes Energiespeichersystem mit geringer Energiedichte schwierig, mit einer hohen Leistungsentladung und einer hohen Reichweite kompatibel zu sein, wenn das Batteriegewicht nicht stark erhöht wird. Obwohl Tesla die beste ternäre Batterie mit der höchsten Energiedichte verwendet, wiegen die Batteriekomponenten fast eine halbe Tonne.

Sicherheitsvergleich

Neben den oben genannten Indikatoren ist die Sicherheit zweifellos auch für Kraftfahrzeuge von großer Bedeutung. Als geschlossenes Energiesystem ist es im Prinzip schwierig, eine Lithiumbatterie mit hoher Energiedichte und Sicherheit zu kompatibel, da sie sonst einer Bombe entspricht. Daher ist lithiumeisenphosphat mit niedriger Energiedichte im gegenwärtigen Mainstream-Verfahren relativ sicher. Die Batterie beginnt sich erst zu zersetzen, wenn die Batterietemperatur 500-600 Grad erreicht, was im Grunde keine zu große zusätzliche Schutzausrüstung erfordert. Die von Telsa verwendete ternäre Batterie hat eine hohe Energiedichte, ist jedoch nicht widerstandsfähig gegen hohe Temperaturen. Es zersetzt sich bei 250-350 Grad und hat eine schlechte Sicherheit. Die Lösung besteht darin, mehr als 7.000 batterien parallel zu schalten, um das Risiko eines Auslaufens oder Explodierens einer einzelnen Batterie drastisch zu verringern und selbst dann ein komplexes Batterieschutzsystem zu kombinieren. Obwohl das Sicherheitsdesign von Telsa bei den vorherigen Unfällen keine Verluste verursachte, handelte es sich tatsächlich um sehr geringfügige Kollisionen in Bezug auf die Unfälle selbst, und die Karosserie erlitt keine Verletzungen. Die Batterie brannte jedoch, was auch ihre natürlichen Sicherheitsnachteile widerspiegelte.

Da Wasserstoff brennbar und explosiv ist, gibt es weit verbreitete Bedenken hinsichtlich der Sicherheit von Brennstoffzellen. Nach den Daten in der folgenden Tabelle ist Wasserstoff im Vergleich zu Benzindampf und Erdgas, zwei üblichen brennbaren Gasen für Fahrzeuge, nicht schlechter oder sogar etwas besser. Die heutigen Wasserstoffspeicher in Autos bestehen aus Kohlefaser und können einen Crashtest mit 80 km / h in mehreren Winkeln überstehen. Selbst wenn der Unfall zu einem Leck führt, beginnen Wasserstoffexplosionen aufgrund der erforderlichen hohen Konzentration normalerweise vor der Explosion zu brennen, aber es ist schwierig zu explodieren. Und der Wasserstoff ist leicht, das Überlaufsystem Wasserstoff steigt nach dem Brand schnell an, aber bis zu einem gewissen Grad, um die Karosserie und die Passagiere zu schützen. Das Benzin ist flüssig, die Lithiumbatterie ist fest, es ist schwer in der Atmosphäre aufzusteigen, die Verbrennung befindet sich im Boden der Autokabine, das ganze Auto wird schnell Schrott abfeuern. Die Wasserstoffspeicher- und Transportverbindung ist LNG eigentlich sehr ähnlich, erfordert jedoch mehr Druck. Mit der Förderung der Kommerzialisierung ist die allgemeine Sicherheit kontrollierbar.

Die Kosten für Batteriefahrzeuge werden hauptsächlich in Fahrzeugkosten, Rohstoffkosten und Unterstützungskosten unterteilt. Derzeit werden Brennstoffzellen vor allem wegen ihrer hohen Kosten kritisiert. Aus Sicht der Entwicklung gibt es jedoch mit dem Fortschritt der Technologie und der Verbesserung der Kommerzialisierung viel Raum für Kostensenkungen. In Anbetracht der Kosten für den Ausbau des Stromnetzes sind die umfassenden Unterstützungskosten für Lithiumbatterien tatsächlich höher als für Brennstoffzellen. Die spezifische Berechnung lautet wie folgt:

Fahrzeugkostenvergleich

Der Kostenunterschied zwischen Lithiumbatterie, Brennstoffzelle und herkömmlichem Benzinfahrzeug spiegelt sich hauptsächlich in den Motorkosten wider, während die anderen Komponenten nicht zu unterschiedlich sind. Die Motorkosten für 2-Liter-Benziner betragen etwa 30.000 Yuan, und es ist schwierig, in Zukunft große Veränderungen vorzunehmen. Die Kosten pro Kilowattstunde der vorhandenen Lithiumbatterie betragen 1200 Yuan / kWh, was in Zukunft voraussichtlich auf 1000 Yuan / kWh gesenkt wird. Die Batteriekosten für ein 45-Grad-Elektrofahrzeug betragen 45.000 Yuan. Die Kosten für die Brennstoffzelle sind hauptsächlich Batteriepack und Hochdruck-Wasserstoffspeichertank. Jetzt betragen die Kosten für einen 100-kW-Akku 100.000 Yuan. Es wird vorausgesagt, dass nach der jährlichen Produktion von 500.000 Sets die Stückkosten auf 30 Dollar / kW reduziert werden, nämlich 20.000 Yuan. Der vorhandene Wasserstoffspeichertank kostet 60.000 Yuan, der voraussichtlich in Zukunft auf 35.000 Yuan reduziert wird, wobei die Gesamtkosten 55.000 Yuan betragen. Auf lange Sicht unterscheiden sich die Kosten der drei Antriebssysteme nicht wesentlich, so dass die Kosten des Fahrzeugs nicht das Kernproblem sind.

Rohstoffkostenvergleich

Ein 2-Liter-Benziner verbraucht 10 Liter Kraftstoff pro 100 Kilometer. Der Benzinpreis beträgt 5,8 Yuan / l und die Kosten betragen 58 Yuan. Der Stromverbrauch von 100 km für Lithiumbatterien beträgt 17 Grad, 0,65 Yuan / KWH, und die Kosten betragen 11 Yuan. Brennstoffzellen verbrauchen 9 Kubikmeter Wasserstoff pro 100 Kilometer. Wasserstoffproduktionsverfahren werden hauptsächlich in die Elektrolyse von Wasser oder chemische Reaktionen wie Kohle zu Wasserstoff und Erdgas zu Wasserstoff unterteilt. Die Kosten für die Wasserelektrolyse betragen hauptsächlich Strom mit durchschnittlich 5 kWh und 1 Kubikmeter Wasserstoff. Die Kosten betragen ungefähr 3,8 Yuan / Kubikmeter, aber es kann direkt in der Hydrierungsstation elektrolysiert werden, wodurch die Transportkosten gespart werden. Wenn eine großflächige und zentralisierte Produktion fossiler Energie eingeführt wird, sind die niedrigsten Kosten in China die Erzeugung von Wasserstoff aus Kohle, was etwa 1,4 Yuan pro Quadratmeter entspricht, während das billige Erdgas in Nordamerika mit 0,9 Yuan pro Quadratmeter genutzt werden kann Meter. Wenn wir die Kosten für Kohle zu Gas als Standard nehmen, betragen die Rohstoffkosten von 100 Kilometern 12,6 Yuan, was sich nicht wesentlich von denen von Lithiumbatterien unterscheidet.

Passender Kostenvergleich

Die Kosten für Tankstellen, Tankstellen und Ladestationen werden hauptsächlich in Landkosten, Ausrüstungskosten und Baukosten unterteilt, und die Unterschiede spiegeln sich hauptsächlich in den Ausrüstungskosten wider. Die Tankstelle kostet im Grunde 3 Millionen Yuan, die Ladestation 4,3 Millionen Yuan, die Tankstelle wird nach dem aktuellen japanischen Standard auf 15 Millionen Yuan geschätzt und die Gesamtkosten der Tankstelle sind um etwa 10 Millionen Yuan höher. Nach 15 Jahren Abschreibung beträgt das jährliche Verkaufsvolumen 10 Millionen Kubikmeter, sodass die Abschreibungskosten 0,1 Yuan / Kubikmeter betragen. In kleinem Maßstab wird Wasserstoff im Allgemeinen von Tankwagen transportiert, und die geschätzte Fracht beträgt 0,44 Yuan / Quadratmeter. Nachdem die Waage erweitert wurde, kann sie per Rohrnetz transportiert werden, und die Kosten werden auf 0,23 Yuan / Quadratmeter reduziert.

Obwohl Lithiumbatterien derzeit auf handelsübliche Netzsysteme angewiesen sind, sind die Kosten für deren Unterstützung gering. Wenn jedoch eine Erweiterung in großem Maßstab die vorhandene Netzkapazitätsredundanz im Wesentlichen erschöpft ist, muss dies in Zukunft eine Erweiterung in großem Maßstab sein. Daher verlagert die Ladestation die unterstützenden Kosten im Wesentlichen in das Stromnetz. Daher sollten bei der Berechnung der Kosten der gesamten Industriekette die Kosten des Stromnetzes addiert werden. Im Allgemeinen sollte der kommerzielle Betrieb von Ladestationen mindestens dem Standard einer einstündigen Schnellladung entsprechen, und die Leistung jeder Ladestation, die aus 10 Ladestapeln besteht, sollte 600 Kilowatt erreichen, was der Strombelastung von Hunderten von Haushalten entspricht ein großer Einfluss auf die Last des Stromnetzes. Das entsprechende Stromnetz benötigt eine zusätzliche Investition von 1,2 Millionen Yuan, um die Last zu erweitern, aber die jährliche Steigerung des Stromabsatzes beträgt nur 930.000 KWH. Nach der Berechnung der Anschaffungskosten von 0,65 Yuan / KWH und der Wiedererlangung der Investition durch das Stromnetz endet der Verkaufspreis in 15 Jahren um 0,18 Yuan / KWH auf der Grundlage der Kosten.

Vertriebsseitige Kostenmessung

Das Vertriebsnetz von Tankstellen ist sehr ausgereift, und das Gewinnniveau pro Stunde kann als Benchmark für die Berechnung der angemessenen Rendite von Tankstellen verwendet werden. Der Preisunterschied beträgt 0,51 Yuan pro Quadratmeter für eine Wasserstoffstation und 4,9 Yuan pro Kilowattstunde für eine Lithiumbatterie. Unter diesem Strompreis kann das Lithiumbatteriefahrzeug grundsätzlich keine Werbung machen. Gegenwärtig begrenzt die nationale Verordnung die Servicegebühr für Ladestationen auf 0,4 Yuan / KWH, aber der Hintergrund ist, dass sie stark subventioniert werden. Keine Industrie kann sich jedoch lange Zeit auf Subventionen verlassen, um sich zu entwickeln. Wenn die Ladeeffizienz von Lithiumbatterien in Zukunft nicht wesentlich verbessert wird, ist die Rentabilität des Unternehmens in der Tankstelle erheblich geringer als die von Tankstellen und Wasserstofftankstellen. Ohne angemessene Renditen haben Investoren keinen Anreiz, Ladestationen in Großstädten zu fördern, in denen Land derzeit knapp ist und sich die Branche nicht auf natürliche Weise entwickeln kann. Die niedrige Energiedichte der Lithiumbatterie ist jedoch zu niedrig. Wenn eine hohe Ladeeffizienz erzwungen wird, ist die technische Herausforderung der Batterielebensdauer enorm. Selbst wenn das 3-minütige Schnellladen realisiert werden kann, sollte die Leistung eines einzelnen Ladestapels bis zu 1200 kW betragen, und jede Ladestation sollte mit einer 110-kV-Unterstation ausgestattet sein. Die Investition beträgt bis zu 50 Millionen Yuan auf einer Fläche von 5.000 Quadratmetern, und rund 300 Meter können keine Wohngebäude haben. Derzeit sind auch Küstenstädte im operativen Bereich der Herausforderung sehr groß.

Gesamtkosten

Unter Berücksichtigung aller oben genannten Kosten betragen die Kosten für Benzinfahrzeuge, Lithiumbatteriefahrzeuge und Brennstoffzellenfahrzeuge zu diesem Zeitpunkt und nach vollständiger Vermarktung 58 Yuan, 83 Yuan, 23 Yuan und 20 Yuan. Da der Preisunterschied einen hohen Anteil der Kosten für Lithiumbatterien ausmacht, wenn man bedenkt, dass die Investition in Ladestapelgeräte 1/3 der Investition an der Tankstelle beträgt, wird der Stundengewinn auf 1,4 Yuan reduziert und die Gesamtkosten bleiben bestehen 37 Yuan, der langfristige Kostenvorteil von Brennstoffzellenfahrzeugen ist immer noch sehr offensichtlich. Tatsächlich liegt die Wurzel all dessen darin, dass Brennstoffzellen die höchste Energiedichte haben. Bei der Vermarktung sind die Kosten natürlich vorteilhaft.

Eine wichtige Logik für die Entwicklung neuer Energiefahrzeuge ist die Energieeinsparung und der Umweltschutz, die für China zweifellos wichtiger sind. Gegenwärtig ist Chinas Luftverschmutzung nicht nur schwerwiegend, sondern hängt auch von Ölimporten von bis zu 60% ab, von denen 85% auch durch die von den USA kontrollierte Malakka-Straße die Energiesicherheit zur größten Schwäche unserer nationalen Sicherheit geworden ist. Daher gewährt der Staat neuen Energiefahrzeugen enorme Subventionen. Ein wichtiger Grund ist, die Abhängigkeit von Ölimporten zu verringern. In den folgenden Abschnitten werden wir die beiden Aspekte Energieeinsparung, Umweltschutz und Ressourcenbeschränkung wie folgt vergleichen:

Vergleich von Energieeinsparung und Umweltschutz

Gegenwärtig besteht das wirtschaftlichste Mittel für Brennstoffzellen-Rohwasserstoff in China darin, Wasserstoff aus Kohle zu erzeugen, und der Rohstrom der Lithiumbatterie in China stammt hauptsächlich aus der Kohleerzeugung. Daher handelt es sich bei beiden im Wesentlichen um Energie aus Kohle, und die Kohlenstoffemissionen werden nur stromaufwärts übertragen. Ob Energieeinsparung erreicht wird, hängt daher hauptsächlich von der Energieumwandlungseffizienz ab. Derzeit verbraucht das Lithiumbatterie-Auto 17 Grad Strom pro 100 Kilometer, was 6,8 Kilogramm Kohle entspricht. Die Brennstoffzelle verbraucht 9 Kubikmeter Wasserstoff pro 100 Kilometer mit einem Verlust von 20% in der Speicher- und Transportverbindung, was 7,3 Kilogramm Kohle entspricht. Ein Benzinauto verbraucht 10 l Benzin pro 100 km und stößt 10 kg Kohle aus. Tatsächlich ist der energiesparende Effekt neuer Energiefahrzeuge nicht offensichtlich. Sein Kernwert liegt im Primärenergieverbrauch von Öl bis zu Chinas reichlich vorhandenen Kohlenreserven, um das Problem der Energiesicherheit zu lösen. Aus Sicht des Umweltschutzes haben Brennstoffzellen fast keine Abgasemissionen, Lithiumbatterien haben nur geringe Emissionsmengen, die Verschmutzung der gesamten Industrie konzentriert sich hauptsächlich auf die vorgelagerten. Verglichen mit dem Umgang mit den verstreuten Abgasemissionen von Benzinfahrzeugen ist die vorgelagerte zentrale Verschmutzungsbekämpfung zweifellos viel weniger schwierig. Insgesamt weist die Brennstoffzellenindustrie die geringste Umweltverschmutzung auf, die als beste umweltfreundliche Fahrzeugeergie angesehen werden kann.

Vergleich der Ressourcenbeschränkungen

Brennstoffzellenkatalysatoren verwenden das Edelmetall Platin, und es gibt weit verbreitete Bedenken hinsichtlich Ressourcenbeschränkungen. Im Jahr 2015 betrug die weltweite Gesamtnachfrage nach Platin 270 Tonnen, und die wichtigsten nachgelagerten Produkte waren Katalysatoren für die Reinigung von Autoabgasen, Schmuck und Industrie mit einem Anteil von 44%, 34% und 22%. Mirai VERWENDET ungefähr 20 g Platin pro Fahrzeug, 10-15 g mehr als ein Benzinauto. Die Annahme, dass Brennstoffzellenfahrzeuge 5% der weltweiten Jahresproduktion ausmachen, mit einem durchschnittlichen jährlichen Verbrauchsanstieg von rund 56 Tonnen, scheint ein großer Schock zu sein. Unter der gleichen Annahme beträgt der jährliche Anstieg des Verbrauchs an Lithiumressourcen 80.000 Tonnen, was einer Produktion von 40.000 Tonnen pro Jahr entspricht. Tatsächlich sind die Auswirkungen größer, was durch den steigenden Preis für Lithiumerz in diesem Jahr belegt wurde. Darüber hinaus besteht Toyotas mittelfristiges Optimierungsziel darin, den Verbrauch an Platineinheiten um 75% zu senken und die Platinrückgewinnung des Katalysators zu realisieren. Wenn eines der oben genannten Ziele erreicht wird, ist die Beschränkung der Platinressourcen grundsätzlich gelöst.

Vergleich des Kommerzialisierungsgrades

In Bezug auf die Kommerzialisierung liegen die Brennstoffzelle und das Lithiumbatteriefahrzeug etwa fünf Jahre auseinander. Sie befinden sich noch am Vorabend der Kommerzialisierung, und der Explosionspunkt wird voraussichtlich um 2020 liegen. Derzeit sind Japan und die USA die weltweit führenden Länder in Bezug auf Technologie, insbesondere im Bereich Pkw. Im Jahr 2015 erreichte die Massenproduktion von Mirai im Wesentlichen den Einstiegsstandard der Kommerzialisierung. Im Gegensatz dazu hat China im Bereich der Industrialisierung von Brennstoffzellen nur wenige Erfolge erzielt. Nur baic foton und saic motor haben Brennstoffzellenbusse für die Olympischen Spiele 2008 und die Weltausstellung 2010 hergestellt und befinden sich noch im Stadium der Technologiedemonstration. Chinas Vorteil ist jedoch seine große wirtschaftliche Größe, und mit der Reife der Brennstoffzellentechnologie kann es schnell aufholen.

Die Zukunft der Energie und die Umstrukturierung der Industrie

Gegenwärtig stammt die gesamte globale Energie noch aus der Randeergie, die durch solare Kernfusion erzeugt wird, mit einer Gesamtausgangsleistung von 1,8 * 1013. Nach dem Kardaschew-Index befindet es sich noch im Stadium der planetarischen Zivilisation. Wenn wir in Zukunft weiterhin Durchbrüche erzielen wollen, müssen wir eine kontrollierbare Kernfusion erreichen. Nur so können wir die Startbedingungen der 1016-Sterne-Zivilisation erreichen. Ein Kilogramm Wasserstoffisotope könnte Hunderte Millionen Kilowatt Strom erzeugen, was einem Kilogramm Meerwasser entspricht, was 300 Litern Benzin entspricht. Die Elektrolyse von Wasser zu Wasserstoff wird eine äußerst kostengünstige, kontrollierbare Kernfusion sein. Wasserstoff wird die ultimative Kombination von Energiestrukturen sein. Öl kann vollständig aus dem Low-End-Bereich des Kraftstoffs befreit werden, und die Kosten für verschiedene Rohstoffe auf Erdölbasis werden in einem denkbaren Ausmaß gesenkt, was auch in Zukunft unendlich viele Möglichkeiten für den Wiederaufbau des menschlichen Industriesystems bietet . Das wird eine sehr schöne Zeit!

Im Laufe der Menschheitsgeschichte hat jede Energiewende zur Umstrukturierung ganzer industrieller Systeme und sogar zum Wechsel der globalen Führung geführt. Die erste industrielle Revolution machte Großbritannien und die zweite industrielle Revolution machte Amerika. Wenn Brennstoffzellenfahrzeuge künftig Erdölfahrzeuge vollständig ersetzen können, wird das gesamte Erdöl unterstützende industrielle System untergraben, und der Wert der technologischen Vorteile, die die Industrieländer im Zeitalter der Verbrennungsmotoren in den letzten 200 Jahren erzielt haben, wird erheblich verringert Dies gibt unserem Land auch die Möglichkeit, in einer Kurve zu überholen. Wenn wir diese historische Gelegenheit nutzen können, haben wir jede Chance, führend in der nächsten Generation industrieller Systeme zu werden. Japan hat als erstes Land, das Lithiumbatterien entwickelt hat, die Forschung und Entwicklung von Lithiumbatterien im Grunde genommen aufgegeben und die Brennstoffzelle heftig angegriffen. Die Logik dahinter ist es wert, tief nachgedacht zu werden.

Die Seite enthält den Inhalt der maschinellen Übersetzung.