氢燃料电池 VS 锂电池

科技狂人马斯克说：燃料电池就是个笑话。要是其他人这样说我就把这句话当成笑话，但是马斯克这样说，我得认真对待，小心求证一下。

我们把氢燃料电池和锂电池做个比较，看看哪个更有优势。从哪个方面比较呢，从两个最主要的方面：使用效率和制造成本。

使用效率：我们以输入100度电为例，看看燃料电池和锂电池最后能输出多少动力，来比较使用效率（公平起见绿氢绿电）。

氢燃料电池：从100度电变成驱动力的过程比较长，得经过1.电解水制氢-2.压缩氢气-3.运氢-4.加氢-5.氢能转化成电能。下面开始这个过程：第1步电解水制氢，100度电，电解水制氢效率为85％，得到85度电当量的氢气，制氢企业有运营费用，至少得有15％的毛利才能干，所以实际得到85*（1-15％）=72度电当量的氢气。第2步压缩氢气，考虑到气体压缩到70MPa能耗及机械效率，至少得消耗5％的能源，所以还剩72*（1-5％）=68.4度电。第3步运氢，给运氢单位5％的毛利润，68.4*（1-5％）=65度电。第4步加氢，比照加油站给15％的毛利润，相当于还剩65*85％=55度电。第5步氢气通过燃料电池放电，效率60～80％，我们取中位数70％，55*70％=39度电。也就是说氢燃料电池的综合效率不会超过39％，因为我们只考虑了5个主要环节，实际生产操作远比理论上复杂，而非主要环节我们都进行了忽略不计处理。

锂电池：锂电池车把电能转化成驱动力的过程非常短，充电-放电，效率90％以上。

一个综合效率在39％以下，另一个在90％以上，再比造价已经没有什么意义了。不过本着小心求证的科学态度我们还是再比一比。

氢燃料电池车动力系统包括：氢罐，燃料电池堆，功率储备锂电池，燃料电池发动机（如图）。可以看到锂电池在燃料电池车上也是标配，只是小一点而已。锂电车动力系统简单：锂电池+电动机。

锂电车的动力系统造价更低。

再说产业链。燃料电池车：制氢需要厂房设备，储氢需要压缩罐，运氢需要交通工具或者管道，加氢需要有人值守的加氢站。锂电车：充电桩。从产业链的角度锂电池车仍然完胜。

如果重卡使用氢燃料电池，理论上燃料费用是锂电车的两倍多，辛劳的卡车司机师傅不会同意吧？而实际上的燃料费用是10倍，如图。本图来自潍柴动力的谭总的论文。

通过上述分析，马斯克说燃料电池是个笑话虽然刺耳，也还是有道理的，毕竟与锂电池比起来差距太大了。

当然燃料电池车也不是一无是处，比如充电不方便的远洋轮船，能量密度要求很高的特殊场合，以及北方寒冷地区，燃料电池还是有优势的。

说燃料电池车的应用场景狭窄并不是说电解水制氢没有前景，恰恰相反，绿氢现在在化工行业就有3000万吨的黑氢替代空间，前景非常光明。

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