电动汽车和氢燃料电池汽车的“环保”大PK

电动汽车和氢燃料电池汽车的“环保”大PK

发布时间：2021-10-12 作者：尹海涛 殷俊舜 宋沁轩 潘政麟

  自2020年底，芯片荒开始在世界范围内蔓延，全球汽车行业产销量一度“吃紧”。

  据中国汽车工业协会统计分析，马来西亚疫情加剧导致车规级芯片生产供应紧张，企业芯片短缺现象进一步加剧。2021年8月，我国汽车产销总体延续了下降势头，1～8月，乘用车产销分别完成1289.1万辆和1311.2万辆，同比分别增长15.2%和16.0%，增幅比1～7月继续回落4.9和5.2个百分点。与2019年同期相比，产销同比分别下降2.5%和1.7%，降幅比1-7月分别扩大1.3和0.7个百分点。

  与之相反的是，我国新能源汽车产销量却逆势上扬，连续继续刷新记录。 

  1～8月，我国新能源汽车产销分别完成181.3万辆和179.9万辆，同比均增长1.9倍，累计销量的渗透率接近11%。其中纯电动汽车产销分别完成151.2万辆和149.2万辆，同比分别增长2.2倍和2.1倍；插电式混合动力汽车产销分别完成30万辆和30.6万辆，同比分别增长1.1倍和1.4倍；燃料电池汽车产销分别完成724辆和733辆，同比分别增长27.7%和26.8%。

  自2020年以来，电动汽车风光无限。特斯拉、比亚迪、蔚来，这些电动汽车领域的龙头企业，都受到了资本市场的青睐。与此同时，氢燃料电池汽车凭借节能环保、排放零污染的特点，成为汽车低碳化的又一重要战略发展方向，在世界各国引起广泛关注。2019年，日本发布了《氢能与燃料电池战略规划路线图》；2020年11月，美国制定了《氢能计划发展规划》；2021年3月，中国在第十四个五年规划和2035年远景目标中将氢能与储能列为国家六大未来产业之一。这些规划都将氢燃料电池列为未来能源产业发展的重要方向。

  理论上，氢燃料电池汽车能够成为“仅仅排放纯净水”的交通工具，虽然可以做到足够洁净，但其易燃的特性又在安全性能方面埋下了隐患。

  “双碳”时代，如果将氢燃料电池汽车和电动汽车放到“环保”的擂台上PK，谁更能代表未来？

  发展新能源汽车最大的动力来自低碳和清洁交通的内在需要。因此，谁能在这个维度上胜出，是决定谁能主宰未来的重要因素。

  而当前的能源结构则是决定未来赢家的关键。

  早在2010年，清华大学的一个研究团队曾指出，在当前中国的能源结构下，电动汽车造成的碳排放，与燃油汽车相比差别不大；但是在二氧化硫和碳化物方面的排放，要数倍于燃油汽车。燃油汽车目前每百千米的碳排放量为19.9千克。而根据2020年中国发电能源结构和电动汽车的主流性能计算，得到的数据：纯电动乘用车每百千米的碳排放量为13.2千克。（计算过程中涉及的各种参数见表1）

  可以看到，纯电动车的碳排放主要取决于发电结构。随着我国当前能源结构的不断改善，尤其是清洁能源的发电比例逐年提高，电动汽车在未来会占据很大的环保优势。

  而关于氢燃料电池汽车，一些研究也表明，车辆储存氢气、驾驶运行对能耗和碳排放的影响极小。但是在制氢过程中，其碳排放量远远大于其他用氢环节的碳排放。因此，在测算氢燃料电池汽车的碳排放量时也要把制氢过程中的碳排放量算入其中。

  制氢过程中的碳排放很大程度取决于氢气的生产结构。根据公开数据，综合考虑当前氢电转化效率，氢燃料电池乘用车百千米氢耗1千克，如果按照全球氢气生产结构计算，氢燃料电池乘用车每百千米碳排放为12.31千克；如果按照中国氢气生产结构计算，氢燃料电池乘用车每百千米碳排放为16.96千克。（计算过程中涉及的各种参数见表2）

  从全球角度来看，氢燃料电池乘用车的碳排放低于纯电动乘用车，但按照我国能源结构和制氢方式来测算，氢燃料电池乘用车的碳排放高于纯电动乘用车，这是因为我国当前生产的氢气还是以灰氢和蓝氢为主，因此，氢燃料电池汽车相比电动车在环保方面处于下风。

  可以看到，在使用端，无论电动汽车还是氢燃料电池汽车，能否逼近人类 “真正零排放”的目标，都取决于未来的电力结构。

  未来理想状态下，如果电动汽车所使用的电力是由风能、核能和光伏发电所产生，那么在使用过程中，能够实现零碳排放；如果氢燃料电池汽车使用的氢气是利用风能、核能和光伏发电产生的电力，通过电解水制备而来，那氢燃料电池汽车也能实现“真正零排放”。

  因此，未来在环保方面的比拼，更重要的环节可能是：动力电池的处置以及氢储存中的能耗等。

  责任编辑 | 能源评论.首席能源观