概述
纯电动汽车和燃料电池电动汽车简述
基本上,电池和燃料电池只是为各种类型车辆的电驱动电机提供电力的不同方式。它们的主要区别在于电力的产生和储存方式。纯电动汽车从电网储存电力,而燃料电池电动汽车则在车辆上使用氢气产生电力。以下部分将简要介绍纯电动汽车和燃料电池电动汽车之间的主要区别。
续航里程
仅从一次电池充电或加氢所能达到的距离来看,燃料电池电动汽车的优势在于平均可以行驶300多英里。然而,随着锂离子电池的显著改进,纯电动汽车的续航里程也有所增加。现在有很多轻型纯电动汽车能够在一次充电后行驶200到300多英里。
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充电与加氢
观察充电网络和加氢站的可用性是另一个非常重要的考虑因素,它们会随着电动汽车的部署和使用场景而有不同的影响。
一方面,纯电动汽车公共充电站比加氢站多得多,而且大多数消费者购买的纯电动汽车也会在家中过夜充电。根据美国能源部的数据,到2021年底,美国有101,213个充电站,每季度增长5000多个。相比之下,美国只有100多个公共加氢站。根据H2Stations.org的数据,“到2021年底,全球有685个加氢站投入运营”,其中日本、韩国和中国位居前列。
为纯电动汽车电池充电所需的时间远远长于为燃料电池电动汽车加氢所需的5分钟。在家里充电时,这不是问题,但在长途旅行中需要充电时,就可能成为问题。总的来说,对于需要大量可用充电站或加氢站的消费者和通常可以使用单一集中地点进行充电或加氢的商业车队来说,充电与加氢的权衡有很大的不同。
初始成本与运行成本
根据具体特性、电池大小和续航里程,大多数纯电动汽车的初始成本低于燃料电池电动汽车。鉴于使用现有电网电力的纯电动汽车充电基础设施已经成熟,而燃料电池电动汽车加氢基础设施缺乏,氢气生产生态系统仍在发展中,纯电动汽车目前在运营成本方面也具有优势。
然而,对于有能力建立私人集中加氢站的商业车队运营(如公共汽车、送货车辆和其他本地化运输系统)而言,从长远来看,燃料电池电动汽车可以提供更具成本效益的替代方案。燃料电池预计还将为长途卡车运输等应用带来长期的成本节约,因为在这些应用中,运载大型有效载荷所需的电池的尺寸和重量是一个障碍,而燃料电池则提供了一种更轻便、更具成本效益的替代方案。
可持续性比较
与使用现有电网电力的纯电动汽车一样,燃料电池电动汽车几乎不会产生有害废气排放——它们只会排放水蒸气和热空气。然而,从整体可持续发展的角度来看,对于纯电动汽车和燃料电池电动汽车来说,重要的是要考虑如何管理电力和氢气的来源,并了解上游来源的碳影响。
例如,即使最高效的纯电动汽车,如果使用的是传统燃煤发电机产生的电力,也不是完全可持续的。与燃料电池类似,如果产生的氢气使用的是排放碳的电解工艺,燃料电池电动汽车就不是真正可持续的。因此,从长远来看,完全可持续的纯电动汽车和燃料电池汽车取决于使用清洁、可再生能源的上游工艺。
纯电动汽车和燃料电池电动汽车的市场采用情况
根据市场研究公司(Research and Markets)的报告,“从2022年到2029年,北美电动汽车市场的复合年增长率预计将达到39.4%,从2022年预计的558.1亿美元增长到2029年的5704.7亿美元。按销量计算,此市场预计将从2022年的154万台增至2029年的762万台,预测期内的复合年增长率为25.7%”。
根据推进类型,在报告预测期内,燃料电池电动汽车行业的复合年增长率预计将最高。“高速增长的主要原因包括:不断增加的低碳排放汽车需求、严格的碳排放规范、因快速加气等优势而日益受到重视的燃料电池电动汽车的采用,以及政府为推进燃料电池技术而不断采取的举措和增加的投资。”
在预测期内,燃料电池功能最强大的商业用途市场的复合年增长率预计也将最高。推动这一增长的主要原因是燃料价格上涨、政府制定了严格的排放标准、自动驾驶送货车辆的采用率不断提高以及电动公交车和卡车的采用率不断增加。
根据国际能源署(IEA)的数据,“到2021年,电动汽车销量占全球汽车市场的9%,是2019年市场份额的四倍。2021年全球汽车销量的净增长全部来自电动汽车。
中国和欧洲的销量最高,中国的销量比2020年增长了两倍,达到330万辆;欧洲的销量同比增长了三分之二,达到230万辆。2021年,中国和欧洲的销量合计占全球电动汽车销量的85%以上,其次是美国(10%),比2020年翻了一番多,达到63万辆。”
此外,根据国际能源署的数据,到2021年底,“全球约有730个加氢站(HRS),为约51,600辆燃料电池电动汽车提供燃料。这意味着从2020年起,全球燃料电池电动汽车数量将增加近50%,加氢站数量将增加35%。到2021年底,道路上行驶的80%以上的燃料电池电动汽车是轻型汽车,其中大部分是乘用车。公共汽车和卡车各占全球燃料电池电动汽车总量的近10%”。
作为汽车、交通和能源行业的长期创新者和值得信赖的供应商,ENNOVI在开发高效电池、电机、配电系统、燃料电池组件和先进装配工艺等基础技术过程中发挥了关键作用。
ENNOVI绿色能源创新技术居于行业前列,包括Cell-PLX™电池互连系统(可解决电动汽车电池模块的空间限制)和燃料电池双极板技术(具有低接触电阻,是先进燃料电池的核心)。
小结
回顾过去十年,2012年全球共售出约12万辆电动汽车。到了2021年,全球每周都能卖出这么多!
纯电动汽车和燃料电池电动汽车都将在实现可持续电动出行目标中发挥重要的互补作用。虽然目前纯电动汽车在数量上占据巨大优势,在可用充电站方面也遥遥领先,但燃料电池电动汽车的增长速度更快,在特定商业相关部署中的采用率也遥遥领先。
ENNOVI是致力于实现可持续电动出行目标的高度负责的全球参与者,并发挥关键的前瞻性作用,帮助行业合作伙伴和公众了解全系列可持续解决方案中存在的风险、利弊和机遇。