日本丰田的氢燃料电池热情是愚蠢还是有远见的？
来源：未知
2019-04-06 21:29
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日本丰田汽车对氢燃料电池的坚定不移的投入与开发，使全球电动汽车界的许多人感到震惊和疑惑。对电动汽车届很多人来说，这项技术充满了不确定性，甚至是有缺陷的能源利用解决方案。丰田的长期策略是使用燃料电池来在成本上击败二次电池。
丰田FCV氢燃料电池汽车原型在北美进行耐寒性试验；
戴姆勒曾宣称退出燃料电池市场，戴姆勒首席执行官迪特尔?泽奇（DieterZetsche）认为燃料电池不会在公司发挥"核心作用"。也正好是在20年前，戴姆勒宣布将入股质子交换膜燃料电池（pemfcs）开发商巴拉德电力系统（BallardPowerSystems），并掀起了一股燃料电池开发热潮。
锂离子电池仅仅在50年前就已经商业化了。在电池级，每千瓦时的成本仍然约为1000美元。相比锂离子电池，尽管燃料电池的成本下降了的更大比例，但由于目前燃料电池行业规模很小，产业链不够完善，成本仍然很高。
1、锂电池与燃料电池成本比较
特斯拉承诺将在2020年生产出与2014年全球销量相当的千兆瓦时锂离子电池，而丰田在2016年的Mirai销量约为2014年全球生产的PemFCS兆瓦数的三倍多。
据报道，丰田价值5万美元的燃料电池发电厂比规模更大的发电厂要贵得多。公司的计划是到2019年每年生产3000辆燃料电池电动汽车，然后在2020年达到30000辆。即使是在丰田全力以赴的情况下，未来几年的产品产量也会很低。
锂电池成本预测
美国能源部车辆技术办公室支持的研发活动，目标是到2020年达到每千瓦时125美元的电池组成本。通用汽车产品主管马克·劳斯证实，雪佛兰BoltEV的电池成本为每千瓦时145美元，第三方估计电池组成本约为每千瓦时215美元。
另据报道，到2020年特斯拉的电池成本有肯能在每千瓦时150美元的范围内，而车辆技术办公室最积极的价格预测是每千瓦时75美元的锂空电池，但也是在许多限制前提下才有可能实现。
每千瓦时125美元，一个50千瓦时的电池组需要6250美元；每千瓦时75美元，需要3750美元。
燃料电池成本预测
能源部燃料电池技术办公室同样支持到2020年将燃料电池系统成本降低至40美元/千瓦净功率的活动，最终目标是达到30美元/千瓦净功率。他们设计了一个80千瓦净功率（107马力）的燃料电池系统，因此在高容量下，燃料电池系统的成本分别为3200美元和2400美元。
2、200英里锂电池和400英里燃料电池的比较
氢罐成本单独计算，因为它们取决于氢的储存量。2020年的目标是每千瓦时10美元的燃料箱成本。氢的能量密度为33.3kWh/kg，因此能源部的燃料箱成本目标为每千克333美元。
现代图森燃料电池SUV使用5公斤氢气行驶约250英里，因此每公斤50英里的燃油效率是正确的。
在美国销售的大多数汽车的实际行驶里程超过400英里，这意味着燃料电池汽车将需要8千克氢气来匹配其燃烧对应物。这使得氢罐的价格为2670美元。
与电池和燃料电池的选择相比，如果燃料电池的产量很大，那么在2020年的情况下，燃料电池的价格会稍微便宜一些。然而，由于电力远比氢便宜，电池的选择将大大降低总拥有成本。燃料电池技术办公室的目标是让氢达到每公斤4美元的价格。考虑到燃料电池的效率是内燃机的两倍以上，这就意味着燃料成本相当于每加仑汽油低于2美元。
3、400英里锂电池和400英里燃料电池的比较
根据美国能源部的计划，大规模生产的燃料电池推进将比大规模生产的电池推进便宜。
在2020年的成本目标方案中，燃料电池的价格要便宜6000多美元。由于氢的价格是每千克4美元，而汽车的行驶速度是每千克50英里，因此要行驶75000英里，燃料电池汽车的价格才会变得更高，这就需要消耗免费电力。
即使增加了第二个燃料电池系统（比扩大或重新设计燃料电池组的成本效益要低得多），燃料电池汽车的前期成本优势仍然接近3000美元。
4、也许方向是对的，道路确是曲折的
燃料电池只有在产量大幅增长的情况下才能享受到这一价格优势，而这正是丰田想要做的。
从这个角度来看，丰田的燃料电池热情是有意义的：他们预计燃料电池将比电池便宜，或者至少比电池电动汽车更好的解决方案，丰田汽车在混合动力电动电动汽车领域具有足够的节能指标，可以支撑起在燃料电池上的持续投入，等待市场成熟。
丰田FCV氢燃料电池汽车原型在北美进行耐寒性试验；
戴姆勒曾宣称退出燃料电池市场，戴姆勒首席执行官迪特尔?泽奇（DieterZetsche）认为燃料电池不会在公司发挥"核心作用"。也正好是在20年前，戴姆勒宣布将入股质子交换膜燃料电池（pemfcs）开发商巴拉德电力系统（BallardPowerSystems），并掀起了一股燃料电池开发热潮。
锂离子电池仅仅在50年前就已经商业化了。在电池级，每千瓦时的成本仍然约为1000美元。相比锂离子电池，尽管燃料电池的成本下降了的更大比例，但由于目前燃料电池行业规模很小，产业链不够完善，成本仍然很高。
1、锂电池与燃料电池成本比较
特斯拉承诺将在2020年生产出与2014年全球销量相当的千兆瓦时锂离子电池，而丰田在2016年的Mirai销量约为2014年全球生产的PemFCS兆瓦数的三倍多。
据报道，丰田价值5万美元的燃料电池发电厂比规模更大的发电厂要贵得多。公司的计划是到2019年每年生产3000辆燃料电池电动汽车，然后在2020年达到30000辆。即使是在丰田全力以赴的情况下，未来几年的产品产量也会很低。
锂电池成本预测
美国能源部车辆技术办公室支持的研发活动，目标是到2020年达到每千瓦时125美元的电池组成本。通用汽车产品主管马克·劳斯证实，雪佛兰BoltEV的电池成本为每千瓦时145美元，第三方估计电池组成本约为每千瓦时215美元。
另据报道，到2020年特斯拉的电池成本有肯能在每千瓦时150美元的范围内，而车辆技术办公室最积极的价格预测是每千瓦时75美元的锂空电池，但也是在许多限制前提下才有可能实现。
每千瓦时125美元，一个50千瓦时的电池组需要6250美元；每千瓦时75美元，需要3750美元。
燃料电池成本预测
能源部燃料电池技术办公室同样支持到2020年将燃料电池系统成本降低至40美元/千瓦净功率的活动，最终目标是达到30美元/千瓦净功率。他们设计了一个80千瓦净功率（107马力）的燃料电池系统，因此在高容量下，燃料电池系统的成本分别为3200美元和2400美元。
2、200英里锂电池和400英里燃料电池的比较
氢罐成本单独计算，因为它们取决于氢的储存量。2020年的目标是每千瓦时10美元的燃料箱成本。氢的能量密度为33.3kWh/kg，因此能源部的燃料箱成本目标为每千克333美元。
现代图森燃料电池SUV使用5公斤氢气行驶约250英里，因此每公斤50英里的燃油效率是正确的。
在美国销售的大多数汽车的实际行驶里程超过400英里，这意味着燃料电池汽车将需要8千克氢气来匹配其燃烧对应物。这使得氢罐的价格为2670美元。
与电池和燃料电池的选择相比，如果燃料电池的产量很大，那么在2020年的情况下，燃料电池的价格会稍微便宜一些。然而，由于电力远比氢便宜，电池的选择将大大降低总拥有成本。燃料电池技术办公室的目标是让氢达到每公斤4美元的价格。考虑到燃料电池的效率是内燃机的两倍以上，这就意味着燃料成本相当于每加仑汽油低于2美元。
3、400英里锂电池和400英里燃料电池的比较
根据美国能源部的计划，大规模生产的燃料电池推进将比大规模生产的电池推进便宜。
在2020年的成本目标方案中，燃料电池的价格要便宜6000多美元。由于氢的价格是每千克4美元，而汽车的行驶速度是每千克50英里，因此要行驶75000英里，燃料电池汽车的价格才会变得更高，这就需要消耗免费电力。
即使增加了第二个燃料电池系统（比扩大或重新设计燃料电池组的成本效益要低得多），燃料电池汽车的前期成本优势仍然接近3000美元。
4、也许方向是对的，道路确是曲折的
燃料电池只有在产量大幅增长的情况下才能享受到这一价格优势，而这正是丰田想要做的。
从这个角度来看，丰田的燃料电池热情是有意义的：他们预计燃料电池将比电池便宜，或者至少比电池电动汽车更好的解决方案，丰田汽车在混合动力电动电动汽车领域具有足够的节能指标，可以支撑起在燃料电池上的持续投入，等待市场成熟。
