電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
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鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
氫能這幾年非常熱，各個媒體或各個機構都在追捧這樣一個新的產業。事實上，氫能在整個新能源范疇是才剛剛起步的行業，大家為什么關注氫能？我首先談一談氫能的發展背景。
為什么氫能受關注？
我們國家目前的石油對外依存度逐年升高，到2018年對外依存度接近70%，前段時間美國要對伊朗進行石油封鎖，這樣會影響到我們國家的能源安全，特別是石油這么大規模對外依存度。
前一段時間工信部副部長到廣東做氫能源產業調研發表觀點，我們國家發展新能源汽車是戰略問題，到2018年時候接近100萬輛，對于新能源汽車這幾年鋰離子電池汽車發展得非常迅猛，當然也帶來了相應的問題。
我們大家印象非常深刻的是，特斯拉在地庫里自燃，引發周邊燃燒，鋰離子電池汽車發生燃燒，這樣引發了社會非常廣泛的關注。作為鋰離子電池，這是汽車行業存在的廣泛共性。
另外一個方面，今朝也是比較難以處理的問題，就是利用電動車和廢舊電池進行儲能，我個人的觀點，可能在實際操作當中會面臨很多難度。比如電動車拆下來的電池性能參差不齊，聚集大規模儲能的時候安全問題會引起更多的關注，一旦出事，會引起更大的問題。
氫能源其實主要聚集在汽車范疇，我們國家的汽車保有量非常高，2018年已經達到2.4億輛汽車。汽車在總的環境污染當中占的比例也非常高，我們面對空氣污染問題非常嚴峻。這跟我們國家能源結構密切相關，煤炭占一次能源比例非常高。煤在發電的過程通過燃燒會萌生氮氧化物、硫化物、二氧化碳，煤的清潔利用，氫能是很好的方案。
前兩天我在大同，大同要做產煤不見煤新的能源產業的典型，這個實在比較難，而且大量煤的使用量。氫能對于整個產業的一次能源的轉型提供了一種思路，也就是我們可以把煤這樣一種固態燃料變成氫氣固態燃料，用在交通范疇，會帶來很大好處。
因為煤轉化成氫氣過程中，不會有氮氧化物、硫氧化物排放到空氣當中，對于我們改善空氣質量是有非常大的幫助。這是我們氫能產業希望它能達到這樣產煤不見煤的趨勢。
氫能產業真正引起關注的是我們在交通范疇，即汽車范疇。目前專注于氫能產業的，從國際上講，國際上主流的汽車加工廠商都在關注，而且已經繼續關注20、30年了。
對于我們國家來說，其實氫氣的產能是非常大的。我們國家到2018年氫氣的產能接近2000萬噸，但是我們這么多的氫氣去到哪里？基本上是作為我們工業過程用氣用掉了，工業合成氨、合成甲醇、石油煉化等于過程中用掉了。
山西是最大的焦炭加工的省份，加工焦炭的過程中也萌生氫氣，也沒有完全用完，可以拿回去，把它燒掉，用它的熱能，但沒有把它真正算成氫能，只作為熱能。真正使用氫氣使用就是航天，利用氫能。但是氫氣整個使用環節當中占的比例非常小。
氫能和燃料電池密不可分，把氫能作為燃料燒掉，也會萌生氮氧化物的排放。但把它作為一個電化學的使用，用在燃料電池上，這個過程就不會萌生排放，惟有水萌生，這個過程是一個完全清潔的。
燃料電池汽車是負污染
最近幾年為什么國內對氫能的熱情猛然高漲起來，跟國際上氫能汽車產業化進程密切相關。2015年豐田發布了量產車型，受到了業內廣泛的關注。這幾年國家清能產業蓬勃發展，這里要講一講氫能源汽車的好處。
氫能源發動機其實是具有電池的特點，也具有傳統內燃機的特點，比較了傳統燃油發動機，以及氫燃料發動機兩個系統的對比。散熱系統，有后面的發電系統，是這樣的一個過程。它的核心只是在氣缸、燃油在氣缸內燃燒推動活塞運動萌生動能，只要使用空氣作為氧化劑，空氣中的系統，同樣也有散熱系統，后面萌生的電能通過變電，供到終端使用端這么一個環節。
區別是核心的部分只是發動機。這個架構上和我們汽車燃油發動機非常類似，但是它的原理跟電池一樣，是電化學的原理。通過這樣原理，電動車相比，它有非常多的優點。
與鋰離子電池車比較，能量密度高，每公斤可以到1KW以上，相對于燃油發電機系統，效率非常高，燃油效率可以到2030%，燃料電池可達4050%，能量使用效率上講有優點。
當然燃料電池汽車最大的優點是清潔，它的使用環節是只萌生水，叫做零污染，實際過程當中是要使用空氣，空氣含有污染物，包括顆粒物，燃料電池要經過化學工藝，經過加濕，排出的空氣是非常清潔的。這個環節可以叫做負污染的使用。
從氫氣的萌生過程講，即使用煤制氫，也不會萌生硫氧化物。回收環節里面主要是固態這樣的物料，不會萌生有機物、揮發物這樣的污染，回收也簡單。
另外兩個優點，就是相對于鋰離子電池車而言，一個是它不改變用戶使用的習慣，我們加氣的時間，跟加油是相當的。正常加氫跟加油一樣，特別是駕乘體驗上也是，使用鋰離子電池車有里程焦慮，或者在北方到冬天不敢開空調，燃料電池車只是氫氣瓶當中氫氣儲量有關系，沒有這樣一些顧慮，中間供暖是使用燃料電池。這些優點相對于鋰離子電池車而言，使用上是有一定的優點的。
面臨的問題
氫能源車發展到目前也面臨一些問題，特別是目前成本相對高，跟傳統的燃油車或者跟鋰離子電池車比，成本高，產業還沒有完全成熟。
這幾年，國家也在對氫燃料電池車的發展有相當力度的扶持。包括2009年發布新能源汽車補貼的方法，鋰離子電池車的補貼和燃料電池車的補貼，但到目前為止還沒有一臺氫能源車拿到補貼。
目前氫能產業的發展主要聚集在幾個大的區域。珠三角、長三角、京津冀、華中地區，山西發展力度也非常大，西部地區也在關于這樣一個產業的發展，也取得了一些成就。
從整個產業來講，分為上下中游產業。上游包括制氫，中游環節加氫，加氫站的建設，下游涉及氫燃料電池的發展。國字號的大企業紛紛加入到這個產業鏈當中，對這個產業鏈的推動力量非常大。
目前面臨的另一個難點是加氫站的網絡。車造出來了，加氫站在哪里，如果沒有，用戶很難采購氫能源車輛。如果大量建造這些加氫站，沒有車輛加，加氫站又難以存活下去，是非常大的問題。
目前在佛山、云浮也存在這樣的問題。有些地方有車輛，已經有布局了，但是加氫站不夠，上海加氫站惟有三個，在廣州惟有一個加氫站。在佛山和云浮有了加氫站，還沒有車輛布局，這樣商業模式就很難維持下去。好在中國加氫站發展非常快。
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