(一)成本方面
鉛酸電池歷史悠久技術(shù)成熟成本要低于鋰電池:1KWH的鉛酸電池的價(jià)格在500元及以下,而1KWH的鋰電池的價(jià)格達(dá)到1200元,目前鉛酸電池價(jià)格還是有一定的優(yōu)勢(shì),但隨著鋰電池相關(guān)技術(shù)發(fā)展加快,其價(jià)格呈下降趨勢(shì),優(yōu)勢(shì)很快會(huì)被抹平。
而氫能源電池相對(duì)二者而言成本較高,一方面,制氫過(guò)程能量損失大;制氫要先從電解水開(kāi)始,耗費(fèi)電能,產(chǎn)生氫氣,氫氣再發(fā)電過(guò)程中還會(huì)有能量損失;且電解水的電目前也是以煤電產(chǎn)生為主,燒煤發(fā)電也會(huì)有能量損失。
另一方面,催化劑金屬鉑十分稀缺;在氫燃料電池發(fā)電的過(guò)程中需要使用金屬鉑作為催化劑,其價(jià)格非常昂貴。大規(guī)模生產(chǎn)氫燃料電池,鉑金屬將會(huì)因?yàn)樾枨笤黾觾r(jià)格上漲,且其本身就十分稀缺。
第三個(gè)方面,氫的運(yùn)輸成本不菲;現(xiàn)在常見(jiàn)的氫氣運(yùn)輸方式是采用高壓氣罐,但這種方式的單次運(yùn)輸量非常有限。另一種方式是液態(tài)運(yùn)輸,但是要將其保持在-252.77攝氏度,意味著非常高昂的成本,不太現(xiàn)實(shí)。還有一種方式是固體儲(chǔ)氫,利用固體對(duì)氫氣的物理吸附或化學(xué)反應(yīng),將氫儲(chǔ)存于固體材料中。固體儲(chǔ)氫方式安全穩(wěn)定,但是能在常溫下還原的多為鈀、銠等稀有貴重金屬,同樣不太現(xiàn)實(shí)。
此外,更為重要的是加氫站的建設(shè)成本。一座加氫能力大于200公斤的加氫站建設(shè)成本在1000萬(wàn)元以上,如此高昂的建設(shè)成本成為加氫站快速發(fā)展的大障礙。
(二)環(huán)保方面
鉛酸電池由于含有重金屬鉛,在生產(chǎn)中會(huì)產(chǎn)生污染,廢舊電池處理不當(dāng)也會(huì)產(chǎn)生污染。而鋰電池生產(chǎn)中產(chǎn)生的污染非常小,廢舊電池中只存在少量的污染成分。
氫能源電池對(duì)環(huán)境無(wú)污染。它是通過(guò)電化學(xué)反應(yīng),燃燒會(huì)釋放像COx、NOx、SOx氣體和粉塵等污染物。如上所述,燃料電池只會(huì)產(chǎn)生水和熱。如果氫是通過(guò)可再生能源產(chǎn)生的(光伏電池板、風(fēng)能發(fā)電等),整個(gè)循環(huán)就是*的不產(chǎn)生有害物質(zhì)排放的過(guò)程。
(三)效率方面
鉛酸電池就壽命、能量密度以及充放電效率方面均不及鋰電池和氫能源電池。
鋰電池能量比較高,具有高儲(chǔ)存能量密度,已達(dá)到460-600Wh/kg,是鉛酸電池的約6-7倍;同時(shí),使用壽命可達(dá)到6年以上,磷酸亞鐵鋰為正極的電池1C(100%DOD)充放電,有可以使用10,000次的記錄。
氫燃料電池儲(chǔ)能密度高,大約為1kWh/kg,且重量輕,續(xù)航里程普遍更遠(yuǎn)。通常會(huì)超過(guò)500公里,而純電動(dòng)汽車(chē)則根據(jù)電池容量的大小,目前大部分純電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航里程在300公里左右,少數(shù)車(chē)型可以達(dá)到400~500公里。
此外,加氫就像加油一樣,一般只需3~5分鐘。而電動(dòng)汽車(chē)的充電則是一個(gè)緩慢的過(guò)程。特斯拉推出了超級(jí)充電站,通常也需要1個(gè)小時(shí)以上。氫能源電池的發(fā)電效率可以達(dá)到50%以上,這是由燃料電池的轉(zhuǎn)換性質(zhì)決定的,直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能,不需要經(jīng)過(guò)熱能和機(jī)械能(發(fā)電機(jī))的中間變換。
(四)安全方面
鉛酸電池歷史悠久技術(shù)成熟安全性要高于鋰電池,鉛酸電池能在復(fù)雜的環(huán)境中使用。而鋰電池對(duì)環(huán)境要求相對(duì)較高,對(duì)充放電電流電壓要求較高,一旦過(guò)充或者過(guò)放都有可能導(dǎo)致不可逆轉(zhuǎn)的損壞。鋰離子電池儲(chǔ)存的總能量和其安全性是成反比的,隨著電池容量的增加,電池體積也在增加,其散熱性能變差,出事故的可能性將大幅增加。
由于燃料電池直接采用空氣中的氧做氧化劑,空氣中的雜質(zhì)如SO2、H2S等有害氣體進(jìn)入燃料電池中,引起燃料電池陰極催化劑“中毒",造成陰極催化劑不可逆轉(zhuǎn)的損傷,從而導(dǎo)致燃料電池性能下降。
盡管氫能源電池有一定安全隱患,但談“氫"色變的觀念已經(jīng)過(guò)時(shí),氫氣泄露速度快于常見(jiàn)燃料,但泄漏總能量不高,氫氣具有很高的擴(kuò)散系數(shù)和浮力,泄漏時(shí)可迅速降低濃度,氫氣爆炸極限范圍寬,但爆炸能很低且不產(chǎn)生濃煙和灰霾,氫脆現(xiàn)象會(huì)引起金屬脆化裂紋,可以選用合適的材料防護(hù)避免。
(五)三足鼎立誰(shuí)能勝出?
誰(shuí)能勝出在于市場(chǎng)選擇。
鉛蓄電池隨著電動(dòng)自行車(chē)、汽車(chē)等鉛的終端消費(fèi)品產(chǎn)量下滑,以及鉛蓄電池在部分領(lǐng)域面臨被鋰電池和氫能源電池滲透的壓力,未來(lái)鉛產(chǎn)業(yè)消費(fèi)動(dòng)力不足,消費(fèi)將逐步步入平臺(tái)期。2019年,隨著生態(tài)保護(hù)和污染防治工作的深入推進(jìn),以及下游消費(fèi)市場(chǎng)持續(xù)低迷,鉛蓄行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的任務(wù)將更為迫切。
汽車(chē)產(chǎn)業(yè)逐步進(jìn)入新能源汽車(chē)時(shí)代,機(jī)遇遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于挑戰(zhàn)。新能源車(chē)型的結(jié)構(gòu)將由低端車(chē)型向中車(chē)型發(fā)展,隨著新能源汽車(chē)市場(chǎng)的逐漸成熟,新能源車(chē)型同燃油車(chē)一樣將會(huì)受到消費(fèi)升級(jí)的帶動(dòng),由低端向中車(chē)型升級(jí)。
然而,與純電動(dòng)汽車(chē)相比,燃料電池汽車(chē)不僅在我國(guó),在*的推廣應(yīng)用都不太理想。本世紀(jì)初,在動(dòng)力蓄電池能量密度達(dá)不到汽車(chē)使用需求的前提下,專(zhuān)家多認(rèn)為燃料電池汽車(chē)是電動(dòng)汽車(chē)的終級(jí)階段,這可以理解。但是近年來(lái),動(dòng)力蓄電池技術(shù)已有重大進(jìn)步,對(duì)此結(jié)論應(yīng)重新評(píng)估。就當(dāng)前技術(shù)狀況,動(dòng)力蓄電池電動(dòng)汽車(chē)更適用于城市、短途、乘用車(chē),而燃料電池汽車(chē)更適用于長(zhǎng)途、重載、商用車(chē)。二者是互為補(bǔ)充的關(guān)系,并不是互相替代的關(guān)系,至于將來(lái)孰優(yōu)孰劣,由于技術(shù)還在發(fā)展,基礎(chǔ)設(shè)施正在建設(shè),商業(yè)模式也在持續(xù)不斷創(chuàng)新,仍存在巨大變數(shù)。
氫能燃料電池技術(shù)需要加快發(fā)展,這符合我國(guó)能源革命的需要。“但氫和電都是能源載體,并無(wú)‘終級(jí)’之說(shuō)。"中國(guó)科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授歐陽(yáng)明高認(rèn)為,小型轎車(chē)對(duì)能量要求較低,鋰電池可能發(fā)揮更大作用,“所以就新能源汽車(chē)而言,燃料電池與純電將來(lái)會(huì)是共生共存"。
“純電動(dòng)、氫燃料和混合動(dòng)力,都有各自的優(yōu)勢(shì),中國(guó)市場(chǎng)這么大,三條技術(shù)路線在今天和明天都是需要的。"在5月12日舉行的第十屆汽車(chē)藍(lán)皮書(shū)論壇上,上海交通大學(xué)智能網(wǎng)聯(lián)電動(dòng)汽車(chē)創(chuàng)新中心主任殷承良說(shuō),至于未來(lái)究竟誰(shuí)能勝出,“取決于技術(shù)進(jìn)步和市場(chǎng)選擇"
(六)英國(guó)金能量蓄電池其他注意事項(xiàng)
①每次蓄電池組放電后應(yīng)及時(shí)充電;
②不要使蓄電池組被過(guò)電流或過(guò)電壓充電;
③英國(guó)金能量蓄電池應(yīng)避免長(zhǎng)時(shí)刻放置不必,也不能長(zhǎng)時(shí)刻浮充而不放電。