燃料电池的工作原理与锂电池有什么不同？为什么说燃料电池更环保

整车成本比较

锂电池、燃料电池和传统汽油车，整车成本的差异主要体现在发动机成本，其他组件差异不大。2L汽油车发动机成本在3万元左右，未来也很难有太大的变化。现有锂电池的度电成本为1200元/kWh，未来有望降至1000元/kWh，45度电动车，电池成本为4.5万元。燃料电池成本主要是电池组和高压储氢罐，现在100kw电池组成本为10万元，预测年产50万台后，单位成本将降至30美元/KW，即2万元。现有储氢罐成本为6万元，未来有望降至3.5万元，总成本为5.5万元。长期看三种动力体系的成本相差不大，可见整车成本并不是核心问题。

原料成本比较

2L汽油车百公里耗油为10升，5.8元/L的汽油售价，成本为58元。锂电池车百公里耗电量为17度，0.65元/度电成本，成本11元。燃料电池百公里消耗氢气9方，制氢方式主要分为电解水或者化学反应，如煤制氢、天然气制氢等。电解水成本主要是电，平均5度电1方氢气，成本约为3.8元/方，但可以在加氢站直接电解，省掉运输费用。如果采用化石能源大规模集中生产，国内成本最低的是煤制氢气，约为1.4元/方，北美则可利用廉价的天然气，成本在0.9元/方。如果我们以煤制气成本作为标准，百公里原料成本12.6元，和锂电池差别不大。

配套成本比较

加氢站、加油站、充电站成本主要分为土地成本、设备成本、建设成本，差别主要体现在设备成本。加油站基本在300万元，充电站为430万元，加氢站以日本目前的标准预计为1500万元，整体上加氢站成本要高1000万元左右。按照15年折旧，每年销气量1000万方，则折旧成本为0.1元/方。小规模时氢气一般以槽罐车运输，预计运费为0.44元/方，规模扩大后则可采用管网运输，成本会下降至0.23元/方。

虽然锂电池现阶段依托于现成的电网系统，配套成本很低。但如果大规模推广，现有电网的容量冗余基本都将被耗尽，未来必须要大规模扩容。因此充电站本质上是将配套成本外部化给了电网，因此计算其全产业链成本时还要添加电网端的成本。一般商业化运营的充电站至少都要达到1小时快充的标准，对应10个充电桩组成的充电站的功率都要达到600千瓦，相当于上百户家庭的用电负荷，对电网负荷的冲击极大。对应电网需要新增投资120万元来扩容负荷，但每年新增售电量只有93万度，按照0.65元/度购电成本，电网端15年收回投资测算，则售价要在成本基础上增加0.18元/度。

销售端成本测算

加油站的销售网络已经非常成熟，其每小时的利润水平可以作为加注站合理回报的测算基准。对应加氢站每方价差为0.51元，锂电池每度电则为4.9元。该电价情况下，锂电池车基本无法推广。目前国家规定充电站服务费上限为0.4元/度，但其背景是给予了大量补贴。但没有任何产业可以长期依靠补贴来发展，未来如果锂电池的充电效率不显著提升，在加注站这个环节，企业的盈利水平会大幅低于加油站和加氢站。没有合理回报，在目前寸土寸金的大城市，投资者根本没有任何激励去推广充电站，产业自然也无法发展。但锂电池低能量密度过低，如果强行实现高充电效率，电池循环寿命面对的工程挑战就会非常巨大。而且即使能实现3分钟快充，但对应单个充电桩的功率要高达1200千瓦，每个充电站都要配套一个110千伏变电站。其投资高达5000万元，占地5000平米，且周围300米还不能有居民楼，对于现在沿海大城市在操作层面上挑战也很大。