电池+氢能 汽车电气化低碳转变之路 单靠电池不够，必走氢能道路。
原创丨车网世界丨新平
汽车电气化和脱碳-向净零转变
在全球范围内，越来越多的国家承诺实现温室气体净零排放（GHGs）。欧盟委员会（EC）于2020年3月提出了第一部《欧洲气候法》，作为欧洲绿色协议的一部分，以确保到2050年净零碳排放的目标被写入法律，并设定了到2030年从1990年水平减少55%的二氧化碳的收紧目标。
中国是目前世界上二氧化碳排放量最高的国家，也承诺到2025-2030年实现碳峰值，然后到2035年从峰值减少20%，最终到2060年实现碳中和。美国于2021年2月重新加入了《巴黎协议》，承诺到2050年实现净零，并在拜登政府的气候计划中从2005年的水平中实现到2030年的临时二氧化碳减排目标50-52%。
运输是二氧化碳排放的主要来源之一，占全球每年二氧化碳排放量的21%以上，欧盟（EU）和美国近30%。公路运输部门对运输二氧化碳排放的贡献约为70-80%。
根据目前的政策，欧盟、中国大陆和美国等主要市场在兑现净零承诺方面将面临挑战。欧盟委员会于2021年7月14日提出气候一揽子倡议包括加强2030年汽车和面包车二氧化碳，以及其他措施，如将运输部门纳入排放交易系统（ETS），以进一步激励脱碳。在美国，正在采取行动修订当前的燃油经济性和温室气体标准，预计将在2021年7月底之前提出一项提案。
电气化是道路运输部门脱碳的最有前途的途径。
近日，财政部、工业和信息化部、科技部、发展改革委、国家能源局（以下简称“五部门”）联合发布了《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》文件的背景下，总体思路，未来新能源汽车路在何方？既要保持电池优势和创新能力，更要走氢能的道路。光靠电池是不够的，走轻能的道路。不是仅借鉴学习日本人的技术，可喜的是我们国家现在已经突破了新能源在氢能方面的新突破。
三五年之内我的计算5万到10万亿的大产值，最近国家六个部门连发布了《氢能产业标准体系指南》，这件事怎么分析？
电池固然是咱们重要的一个新能源的方向，但是绝对不是能源发展的主力，走轻能的道路的最可行的一条，从不稳定的光能、太阳能产生点解氢，电解水产生氢然后氢产生甲醇，甲醇直接燃烧，我们现在已经突破了100%的燃烧甲醇的内燃机。排污量污染量非常低，这个路径已经是成熟了，中国是世界领先的，一旦三五年之内如果能够投资能够推广的话，不仅能够解决我们的能源安全问题，而且能带动我们一批产业，对经济发展的意义是十分重大的。
近日中国氢能联盟战略指导委员会委员衣宝廉院士，中国工程院院士衣宝廉在公开场合发表演讲时指出：“氢能车的加氢费用降到30元以下才能与燃油车竞争，要实现无补贴的燃料电池车商业化，必须大幅度降低燃料电池发动机的成本和氢气的成本，同时降低加氢站的建设费用，衣宝廉指出：降低燃料电池成本有两种途径”。
一
提高电堆的比功率；
二
实现关键材料与部件的批量生产，还要进一步改进燃料电池的气体分配，改进组装工艺，提高单电池的一致性，将寿命提到3万小时，满足重载车的要求，依靠技术创新，提高工作电流密度和简化系统，采用超低铂有序化电极，大幅度降低铂用量，将燃料电池车的成本降到锂离子电动车水平。
大力发展可再生能源，电解水制备绿氢采用天然气或纯氢管网输送氢气，研发抗毒氢氧化电催化剂，让燃料电池可以用粗氢做燃料，大幅度降低燃料电池运行成本，实现高压储氢瓶和加氢机等国产化和批量生产。
建设油氢电合建站，就可大幅度降低加氢站的费用。在加氢站达到一定的密度，再示范商业化氢能乘用车。
2020年12月提出的电池法规要求从2024年开始报告碳足迹，并从2027年开始遵守。到2030年，电池收集率的目标是70%。到2030年，回收含量要求为锂和镍4%，钴12%，铅85%。与此同时，预计锂电池的回收效率为70%，铅酸电池为80%，材料回收效率为70%的锂和95%的钴、铜、铅和镍。当生命周期评估成为会计方法时，这些要素将影响车辆价值链的碳强度。
2021年7月6日，欧盟委员会还宣布了欧洲绿色债券标准（EUGBS）提案。预计绿色债券等可持续金融工具将为运输脱碳的进一步投资提供资金。这笔资金的大约60%将用于开发电池电动汽车、燃料电池汽车和其他电气化部件，如电动机和氢气罐。EUGBS提供了一个自愿框架，以保证投资在可持续项目上实现净零雄心的稳健性和透明度。
氢燃料电池工作原理及应用优势
氢燃料电池指的是氢通过与氧的化学反应而产生电能的装置。氢燃料电池车的驱动力来自于车上的电动机就像纯电动车一样，因此氢燃料电池车可以理解为一辆“自带氢燃料发电机的电动车”。
氢燃料电池车主要由高压储气罐、氢燃料电池堆栈、燃料电池升压器、动力蓄电池组、驱动电动机和动力控制单元等组成。
据最新统计迄今为止推出的燃料电池汽车中，压缩氢气最受关注。这主要是因为这种车型的燃料供给在技术性上最为简单可行。各公司出产的 FCV(燃料电池车)从续驶里程、最大时速，到燃油经济性，乃至储氢的压力等方面，都取得了较大进展。
日本、韩国和美国等发达国家都以大型燃料电池的开发作为重点研究项目，企业界也纷纷斥以巨资，从事燃料电池技术的研究与开发， 现在已取了许多重要成果，使得燃料电池取代传统发电机及内燃机而广泛应用于发电及汽车上。
工作原理：
在燃料电池堆栈里，进行着氢与氧相结合的反应，其过程中存在电荷转移，从而产生电流。与此同时氢与氧化学反应后正好生成水。
燃料电池堆栈作为一个化学反应池，其最为关键的技术核心为“质子交换薄膜”。在这层薄膜的两侧紧贴着催化剂层，将氢气分解为带电离子状态，因为氢分子体积小，携带电子的氢可以透过薄膜的微小孔洞游离到对面去，但是在携带电子的氢穿越这层薄膜孔洞的过程中，电子被从分子上剥离，只留下带正电的氢质子通过薄膜到达另一端。氢质子被吸引到薄膜另一侧的电极与氧分子结合。
薄膜两侧的电极板将氢气拆分成氢离子正电和电子、将氧气拆分 成氧原子以捕获电子变为氧离子（负电），电子在电极板之间形成电流，2个氢离子和1个氧 离子结合成为水，水成为了该反应过程中的唯一“废料”。
从本质来讲整个运行过程就是发电过程。随着氧化反应的进行，电子不断发生转移就形成了驱动汽车所需的电流。
优势：
1 节能环保性能优越
纵观氢燃料电池整个运行过程中，除了消耗氧气和空气之外，没有其他的能源消耗，没有加油也没有充电，节能性能毋庸置疑。同时，氢燃料电池堆栈在生产电能的过程中只产生水，因此其最大的优势就是真正的实现了“零排放”目标。
2 燃料补充时间与燃油车相当
氢燃料电池车加注氢气的过程非常快速便捷，专用的加氢设备仅需3分钟即可充满氢原料，相对于纯电动车超长的充电等待时间而言，其优势是显而易见的。
3 性能叫板燃油车
奥迪A7Sportbackh-tronquattro作为一款氢燃料电池车，前后轴各配备了一台最大输出功率85Kw，最大扭矩270Nm的电动机，总功率达170Kw，更提供了高达540Nm的扭矩。该车0-100Km加速7.9秒，最高时速180Km/h，可与汽油车媲美。
应用：
氢燃料电池的优点是令人难以想象的 ,如果使纯氢气, 它的生产产物只有水, 无污染、无噪声 、效率高 、响应性好等。氢燃料电池不但在汽车上可作为汽车的绿色动力源,而且在工业上也可作为一个大型氢燃料发电站 , 前景是不言而喻的。
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