2050年我们将会迎接氢能时代的到来，形成10万亿元的产业规模，这是一点都没有问题的。煤的应用方式之一是变成甲醇，当然也可以煤制油，但是煤制甲醇将会作为新能源的一个重头戏。　

化石燃料时代向绿色能源时代的转变是必然的，主要是两个转变：一个是化石能源消耗向绿色能源再生转变，另一个是从高碳燃料向低碳燃料转变，所以本质上是燃料的加氢减碳过程。全世界的电源40%是煤炭，而中国不一样，中国70%是煤炭，核电占2%，太阳能占4.7%，风电占9.3%，水电占20.2%，所以可再生能源的努力方面，中国政府成了全世界的动力站。

风电和光伏的问题在于其不可预测性，所以肯定要储能一部分，不可能全部上网。氢能具有零污染、零排放、无次生污染等特征，而且适应中、大规模储能。人类每一次的能源变革都是提升减碳加氢、提升能量密度的过程。古代烧木材能量密度只有每公斤0.13兆焦，现在标准煤、天然气到氢气，能量密度最高达到了140兆焦，应该说氢能源是非常理想的清洁能源，但属于二次能源，所以关键是要降低成本，而且技术路径要重新设定。

甲醇制氢：实现氢能“即制即用”

相比传统能源来讲，甲醇不仅有排放清洁、绿色环保等优势。此外，氢气在常态下是气态，需要在特殊的温度和气压下方可转化为液态予以贮存、运输，存在一定的安全隐患。相比之下，甲醇在常温常压下为液态，更易于运输和储存。

同常规的大规模制氢相比，甲醇制氢省去了氢气的储存和运输环节，属于微型制氢装置，离消费者最近，即制即用。还可适应中、大规模储能；用途全能，可发电、供热、用作交通燃料；

水氢机综合了甲醇发电和燃料电池两者各自的优点，其基本工作原理与纯氢燃料电池类似，只不过甲醇重整器替代了储氢罐。在重整器内，甲醇和水的混合液被转化为富氢重整气，重整气进入高温质子膜电堆进行发电，并向外供应电力。

与传统燃油发电机相比，水氢机具有明显的节能减排效果，其使用成本和购置成本相对纯氢燃料电池也更低。

在氢气制取、加注、储运等成本没有重大突破前，水氢机在运营成本方面具有较大优势。

除此以外，以甲醇为动力能源，可以有效解决我国能源对外依存度较高的问题。

第一，在燃料来源方面，我国是甲醇生产最多的国家，最主要的来源为煤制甲醇，而煤制甲醇可有效解决煤炭直接燃烧污染大气的问题；

第二，是可再生能源桥梁，用天然气和生物质也可制甲醇；

第三，还可通过回收温室气体二氧化碳，与氢气一起制备甲醇。

在国家节能减排政策的倡导下，水氢机无疑为氢能的发展带来了变革性的力量，也成为汽车行业践行绿色动力理念的最佳选择。

01

氢能源是一种清洁可再生能源，能够与电能实现高效的相互转换，被认为有望成为能源使用的终极形式。与此同时，氢能源还拥有比化石能源更高的能量密度、各类能源中最低的发电建设成本、利用工业尾气制氢或弃电水解制氢等优势，对节能减排可起到决定性的作用。

氢能源是一种二次能源，它通过一定的方法利用其他能源制取，不像煤、石油、天然气可以直接开采。氢位于元素周期表之首，原子序数为1，常温常压下为气态，超低温高压下为液态。作为一种理想的新的合能体能源，它具有以下显著的特点：

重量最轻，标准状态下，密度为0.0899g/L，－252.7℃时可成为液体，若将压力增大到数百个大气压，液氢可变为金属氢；导热性最好，比大多数气体的导热系数高出10倍；普遍无色，据估计它构成了宇宙质量的75%，主要以化合物的形态贮存于水中，而水是地球上最广泛的物质。据推算，如把海水中的氢全部提取出来，它所产生的总热量比地球上所有化石燃料放出的热量还大9000倍。

氢的特征决定了氢能源拥有无可比拟的优势。氢能源拥有理想的发热值，除核燃料外，氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，为142351kJ/kg，是汽油发热值的3倍；燃烧性能好，点燃快，与空气混合时可燃范围广、燃点高、燃烧速度快；与其他燃料相比，氢燃烧时最清洁，除生成水和少量氮化氢外，不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质，少量的氮化氢经过适当处理也不会污染环境，且燃烧生成的水还可继续制氢，反复循环使用，产物水无腐蚀性。

利用形式多，既可以通过燃烧产生热能，在热力发动机中产生机械功，又可以作为能源材料用于燃料电池，或转换成固态氢用作结构材料；以气态、液态或固态的金属氢化物出现，能适应贮运及各种应用环境的不同要求；可以取消远距离高压输电，代以远近距离管道输氢，安全性相对提高，能源无效损耗减小；氢可以减轻燃料自重，可以增加运载工具有效载荷，从而降低运输成本……

02

燃料电池被誉为氢能最佳利用方式，它通过电化学反应直接把氢能转变成人们需要的能源，具有高效、安全、清洁等优势。随着技术不断突破和成熟，氢燃料电池技术已大面积普及，并在多个应用领域进入商业化运营阶段，为氢能的利用运作提供了技术支持和保障。但是，氢能与氢燃料电池一直未能实现大规模市场化应用，产业化亟待落地。

那到底哪些因素制约了氢能与燃料电池的产业化进程呢？

从制氢环节上看，现有制氢技术大多依赖煤炭、天然气等一次能源，经济、环保性问题依然突出。利用生物质气化制氢尚不成熟，利用太阳能或风能等可再生能源则存在效率低、综合成本高等问题。

从储氢环节上看，虽然加压压缩储氢技术、液化储氢技术、金属氢化物储氢技术和有机化合物储氢技术均取得了较大进步，但储氢密度、储氢安全性和储氢成本之间的平衡关系尚未解决，离大规模商业化应用还有一定差距。

从用氢环节上看，氢燃料电池汽车规模不足，导致加氢站建造成本居高不下、难以大规模铺设，加氢站数量不足反过来又导致用户难以选用氢燃料电池汽车。总体来看，用氢环节的便利性和成本控制难以兼顾。

03

水氢机是采用汽化催化重整及纯化多项技术从甲醇水中获得高纯氢，通过燃料电池系统产生电、热等多种能源的系统装置。该系统利用小型化移动制氢与燃料电池高度集成的方式代替传统大规模制氢再分散利用，巧妙避开氢气使用的压储运瓶颈，实现小型化移动制氢和发电一体化的目标。

在水氢机的技术路线中，甲醇水重整制氢技术与燃料电池发电技术得到高度集成，高效的智能控制系统实现了氢气的即产即用，并为燃料电池发电提供可靠的高纯氢气。水氢机有效的避开了燃料电池的加氢问题、用氢问题及大规模加氢基础设施的布局问题，为氢能与燃料电池的商业化应用提供了一条切实可行的路径。

目前，水氢机的产业化已经在如火如荼的开展中。2018年集团依托国家对新能源产业的政策鼓励与支持，充分利用优势资源，启动了AH7500水氢机的产业化项目，并率先在潍坊正式启动10万套AH7500水氢机产业化项目，立足全面提升7.5kW水氢机的研发、生产、检测能力。此外，水氢9＋1产业链布局在湖南株洲、贵州毕节、山西大同、河北石家庄等地也积极推进中。

AH7500水氢机产业化项目集中优势人才与技术骨干，实现以技术带动产业、产业驱动技术创新，促进水氢机的进一步创新与发展。同时，该项目突破氢燃料电池在推广应用中存在的经济性和安全性问题，快速实现氢燃料电池在新能源汽车、直供电源、备用电源等领域的应用，加速氢能的产业化进程。

来源：陕西日报

氢云链认为，固态锂电池技术相对成熟，有一定商业化基础；而氢燃料电池在长途、重载方面有望率先取代燃油车。

具体来看：

●锂电池产业基础雄厚，但固态电池技术有待升级

固态锂电池技术是目前车用动力电池取得能量密度突破的重要方向。固态电池具备离子电导率高、机械强度高以及能量密度高等优势，受益于国内锂电池领域原有的技术积累和产业资源，可实现批量化生产且成本较低。固态电池在安全性与能量密度方面具备很大潜力，但是还需开展大量的研究工作改善电极/电解质界面、固体电解质加工以及化学稳定性等问题，弥补其低温条件下续驶里程锐减、充电困难、温控系统能效高等缺陷。

●氢燃料电池性能优势明显，但核心技术缺失、配套建设不足

氢燃料电池作为另一个发展分支同样深受业界推崇。氢燃料电池具有重量轻、寿命长、能量密度高、补给时间短、续航里程更长以及不受环境影响等特点。但其关键部件质子交换膜、催化剂、双极板等核心技术长期被国外垄断，严重制约产业发展，而且国内尚未形成制氢、储氢、加氢充分配套的氢能生态链，氢能基础设施建设不足，短期内难以大范围推广。

●两种动力技术路线潜在应用优势各有不同

国内新能源汽车发展环境复杂，需求各异，固态锂电池和氢燃料电池两种技术路线拥有各自的优势和短板，面向实际应用各显潜力。

就能源分布、气候、地域以及区域功能性差异来看，两条技术路线分别有用武之地。首先，国内煤矿资源分布不均，近50%的煤炭资源分布在华北地区，另有约30%的储量在我国西北地区，而华东、西南等地区则少有煤炭资源。华北和西北地区电厂的多余产能可通过充电桩为固态锂电池汽车提供动力来源，达到燃油代替和提高电力利用率双重效果；

据统计2018年我国平均弃风率为7%，主要集中在新疆、甘肃、西藏等地区，随着制氢技术的发展，这些未被利用的资源可以转化为氢气，并以压缩气态储氢、液化储氢等方式储存起来。因此当地丰富的可再生能源为发展氢燃料电池汽车提供了得天独厚的条件。其次，现有固态电池技术暂无法满足东北等高寒地带的应用需求，而氢燃料电池可作为替代技术在这些地区优先发展。再次，就地域条件而言，华东地区城市分布较为集中、发展迅速，用车数量持续上升且短途交通线密集，适宜发展固态锂电池汽车。此外，港口加氢站集中布局难度相对较低，可针对停泊在港口的商用车进行转型，在港口布局氢能产业；高速公路等沿线服务区也便于设立油氢混合站，打造氢能城际高速，实现加氢站与加油站、加气站和充电站多站合一的布局。

氢云总结：

根据汽车种类及用途的不同，两种技术也各有所长。家用乘用车、公交车数量庞大，行程较短，更适合装载高能量密度、小体积的固态锂电池。而且相比氢燃料电池，固态锂电池技术相对成熟，具备一定商业化基础，可满足乘用车及公交车的高需求量。商用车、物流车以及重型卡车需要充足的乘用空间和长续航能力，装载固态锂电池会占用空间并增加负重，而氢燃料电池本身质轻，燃料借助外循环进入车体提供动力，在长途、重载方面实为取代燃油动力的首选。

此外，加氢体系适合集中布局，与长途、重载车集中存放的特点不谋而合，这可以大大提升加氢站利用的效率，降低维护成本。

现有的充电和换电模式因其各自的局限性，任何单一模式都不能满足市场需要，如何解决各种痛点呢？本文就是提供一种创新的模式，将看似矛盾的两种模式最有效地结合，发挥其各自的优势来消除续航焦虑并大幅降低成本：

削减标配电池容量并共享第二块增程电池。

提纲

1. 发改委《推动重点消费品更新升级 畅通资源循环利用实施方案（2019-2020年）》

2. 如何更合理有效的充换电结合？部分充电+部分换电，为什么要这样？部分充电+部分换电的好处

3. 两种共享增程电池解决方案简述

4. 车内装共享电池详述 与其它模式做比较

5. 外挂共享电池具体应用

   比较其它模式的优点

6. 总结和呼吁

实施方案

国家发展改革委6月3日会同有关部门共同研究制定了《推动重点消费品更新升级 畅通资源循环利用实施方案（2019-2020年）》，其中第一条就是关于新能源汽车，相关内容摘录如下：

一、巩固产业升级势头，不断优化市场供给

牢牢把握新一轮产业变革大趋势，大力推动汽车产业电动化、智能化、绿色化，积极发展绿色智能家电，加快推进5G 手机商业应用，努力增强新产品供给保障能力。

（一）大幅降低新能源汽车成本。加快新一代车用动力电池研发和产业化，提升电池能量密度和安全性，逐步实现电池平台化、标准化，降低电池成本。引导企业创新商业模式，推广新能源汽车电池租赁等车电分离消费方式，降低购车成本。优化产品准入管理，避免重复认证，降低企业运行成本。

（二）加快发展使用便利的新能源汽车。聚焦续驶里程短、充电时间长等痛点，借鉴公共服务领域换电模式和应用经验，鼓励企业研制充换电结合、电池配置灵活、续驶里程长短兼顾的新能源汽车产品。推进高功率快充、无线充电、移动充换电等技术装备研发应用，提高新能源汽车充换电便利性。

如何更合理有效的进行充换电结合？我建议采取部分充电+部分换电，它有诸多好处

很高兴看到我们国家的领导和相关管理部门已经充分关注到了电动汽车发展中一些急需解决的痛点，适时了出台了《实施方案》，根据我对新能源汽车行业发展的多年来的密切观察，对具体的应用细节形成了一些想法，在此提出来，供大家参考。希望为新能源产业发展有所帮助。

纯电动车用户的需求是最好能随时随地的在尽可能短的时间内补充能量，现有的充电和换电模式因换电站和充电桩各自的局限性，单独的充电换电都不能满足用户的需要和电动汽车的长远发展，所以充换电结合是必需的，但是如何才能最有效地结合充电和换电各自的优势呢？能否找到一种创新的模式呢？

通常大家想到的充放电结合是在同一台车的使用中有时充电，有时换电，但其实还有一种充放电的结合 — 部分充电+部分换电。合理的设计可以使后者比前者可以更充分发挥充放电各自的优势。以下具体阐述。

因为迄今纯电动车续航焦虑难题还未有效解决，业界为增加续航而一味堆砌电池增加重量和成本甚至耗费巨资押注未来几年不大可能规模商业化的燃料汽车或是退而拾起燃油发动机搞增程型电动汽车，我认为这些都不是最佳的道路，新能源汽车行业急需转换思路。

业界已有共识，对于90%以上的用户来说，汽车自带的电池有200公里续航就够日常通勤和办事需要了，但就是因为有偶尔的长途出行需求，用户对200公里的续航往往不满意，希望续航越大越好，300，400甚至500公里都不够，可锂电池的成本居高不下，很多潜在用户就只能对价格昂贵的长续航纯电动车的望而兴叹。还有充电的耗时也是阻碍纯电动汽车普及的一个主要因素。

另一条路线 – 换电模式，换电速度远比充电快，目前国内最快的换电是3分钟完成，而且换电对电网更友好，对电池寿命更有益，而且相对快充更便于利用绿色可再生能源。比充电有很多有点，但因换电站投资大、占地多，很多换电站还只能满足一个厂商一个系列的车型的需求，换电站网点分布少，也不能给用户提供足够的方便，吸引不了足够多的用户，经营者也难以盈利。

以上这些矛盾都难以解决，影响纯电动车的普及推广。

前两年国家出于激励高能能量密度电池而以续航作为补贴标准，导致有些企业片面追求续航，而一定程度上忽视安全。为了达到标准多拿补贴，都是按照车的形状量身定做电池，最大限度的利用底盘和车内空间，不利于电池标准化，也不利于实施换电，导致近几年换电模式的发展被抑制。随着补贴的退坡，国家政策的适时调整，换电模式有望重新迎来快速发展。

要推广换电模式，要解决的最突出的矛盾问题就是电池的通用性，也就是要统一电池标准。而各家车企有各自的底盘和电池结构设计，复杂多样，谁都难以说服别人采用自己的设计，国家也难以统一协调，虽然大家都知道统一标准有利于行业发展，对大家都有利，但实在难以入手。很多年前相关部门曾经试图统一手机的电池标准，工作难度巨大，最终也不了了之。可以想象要统一纯电动车的电池标准比目前已经实现的统一充电接口标准的难度要大很多。但如果我们的政府强力引导，还是有望实现的。如果要统一标准，该如何入手比较容易呢？我也谈谈我的看法。

同级别车型设计使用同规格的电池还好办一些，但是如果要做到A00级微型车和A0级车、A级车、甚至B级、C级车的电池通用只有一个解决办法 – 按小车能装的最大尺寸设计标准电池，否则至少要设计两三种以上的电池尺寸标准，相应的每个换电站需要备几种规格的电池，要兼容多种尺寸就意味着换电和存储设备投资和技术难度都要增加很多，运营方面也增加很多麻烦。因此，用较小尺寸电池才易于实现标准化，以进行最灵活且高效的充换电。

可是电池尺寸小了，能提供的续航也少了，尤其对较大的车型来说就显得不够了，这怎么解决呢？其实也容易。纯电动车的电池也完全可以一分为二，也就是用两块较小的电池取代一块大电池。其中一块电池是相对固定的标配的常备电池，另一块则是选配的可更换的标准电池。新车出厂标配一块200公里左右续航的电池以应付日常通勤，用户如偶尔跑长途或来不及充电就临时去租赁一块电池用于增程。较大的车上可用来装电池的空间也较大，自备电池可以做大一些，而较小的车型相应的自备电池可以做小一些，但是各种车型的底盘都统一留出标准的较规则空间，以适配同样的可更换标准电池即可。这样各种车型总的最大续航里程基本没有减少，但是却给了用户灵活选配电池容量大小和续驶里程长短的更多选择。

北汽新能源的换电服务主要服务的是出租车和网约车，这样的经营用车使用强度大，并追求长续航，一天就要换2-3次电池，但个人自用车仅日常通勤的话往往几天才需要换一次电，占用电池时间长而利用率低，即使车是采用车电完全分离的方式销售出去的，电池租赁经营者也很难在这类客户上赚到钱，而如果用户买车带电池，在电池比较新的时候，也不舍得换出去。所以说目前的整组换电模式很难吸引足够多的自用车主。

从大多自用车主的综合使用成本角度考虑，一辆车出厂时还是应该配备一组可以应付通勤的常备电池，而不是完全依赖换电站，特别是家里有慢充桩的用户平常在家慢充肯定是最方便又最经济的。统一电池标准任重而道远，换电模式的普及需要很长时间，在换电站基础设施建设不足的情况下，完全依赖换电显然是不经济的也不方便的。经营共享电池的商家要追求盈利，但在初期其运营成本也很难降下来，电动汽车个人用户常年租用共享电池必定不如主要用自己原车自带电池合算。如果将来能够实现标准统一，换电站网点分布密集，租电池的成本和方便程度都和用家用充电桩接近，也许就可以完全依赖换电了。

常备电池可以是利用后排座椅和后备箱下面的空间，也正是底盘式整体换电不好利用的空间，也就不一定要做成换电式的。

常备电池由车企提供，是用户购车时包含的标配电池，而标准换电电池则由共享电池运营商提供。

用户平常以使用常备电池充放电为主，需要更远距离出行的时候临时去租用一组标准换电电池即可。换电电池主要是用作临时增程。自用车主虽然不频繁的租电池，但是租的时候是集中地使用，跑完长途马上归还，效率大大提高。只要加电的费用低于普通燃油车的单位公里油耗成本，就在可接受范围，大家都难免会有时有这样的增程需求，共享电池的潜在需求可以得到极大程度的释放。

部分充电+部分换电的好处

• 采用共享第二块电池的模式，纯电动车车价中的电池成本就可以降低近一半，使其不依赖补贴也可以与燃油车竞争。用户不是买了车就被出厂的续航里程限死，而是可以选择仅在需要长续航的时候临时租用电池增加续航，这样即可以解决续航焦虑又大幅降低纯电动车的购买和使用成本。

• 采用这种模式，因电池的使用效率大幅提高，因电池的使用效率大幅提高，同样的电池产能可以满足更多数量的电动车装机需求，较少对优质电芯以及上游材料和矿产的需求，节约社会资源。

• 因为比整体式底盘换电可以利用更多的车内空间，可以比整体式底盘换电做到更大的总电池容量和续航里程。

综上，此法可实现1+1>2的效果。

《实施方案》明确指出鼓励充换电结合、电池配置灵活、续驶里程长短兼顾的新能源汽车。这也正很好的响应了方案的精神。

两种共享增程电池方案简述

共享汽车备用电池的形式：

它可以是内置的，也可以是外挂的。

前者需要电池外形和接口等完全统一，后者只需要统一接口及数据通讯协议。后者可以做到最快捷的补电，只要接上插口即可，有望只用几秒钟就完成加电操作。

而且因为尺寸外形上没有严格限制，后者更灵活，而且可以增加机动性，它可以是无动力的电池拖车也可以是无人驾驶的自动小车，任何等级的自动驾驶技术都可以应用，就像家用扫地机自动去墙上的插座充电一样，共享电池车在使用完毕与电动车脱钩后自动去充电也具有很高的实用性，这不需要多高的技术就可以实现。当然越高等级的自动驾驶技术可以提供越强大的功能给用户越大的便利。

车内装共享电池详述

先看看目前已有的几种换电模式，比较有代表性的除了大家比较熟知的北汽和蔚来推行的整体底盘换电以外，还有杭州伯坦的分箱换电，它实现了一定程度上的电池标准化，它是把一台车上的电池分为电压为80V若干个标准模块，几块电池串联为一组，要换一定是几块电池同时换，不能分拆。

以上两种换电模式的都是一换就换整组电池，容量没有选择。

相对于伯坦的分箱换电我则主张把电动车的电池仅一分为二，用两块小一些的电池取代一块大电池，每块电池也是独立的一组电池，与整车系统电压相同，可以单电池独立使用，也可以双电并行一起给系统供电，可以是两块可更换的，也可以是一块固定、另一块可更换的，容量灵活多变。

增程电池和常备电池是并列关系，两组电池由一个双电管理系统控制单独或是合力给动力系统供电，一般是优先放完共享电池的电，然后再切换回内置电池，电动车需要为这块共享电池设一个单独接口，和快充慢充口都不能共用。不管怎样，增加一个统一接口相比统一电池尺寸要容易得多。双电池系统在电动两轮车和低速电动车上已有比较成熟的应用方案，高速电动车只是电压较高，逻辑和算法基本是一样的。

一般来说一块增程电池就够了，这样电池重量和体积可以比整组底盘换电的电池缩小一半，无论是比整体大电池换电还是若干小块电池分箱换电都能提高很多效率。这应该是更为理想的标准模块电池，方便使用者根据自身需要而选择租用。

较大的车型，比如C级轿车和厢式车有足够的空间，当然也可以设计为可配装不止两块标准换电电池，可以是1块标配常备电池加1-2块选配共享电池的多种组合，分别满足不同的续航要求。

同时，太阳能电站如果也采用相同的标准模块电池储能，就可以很方便的直接供电动汽车使用。

另外，爱驰计划于年底上市的首款量产车U5把电池分为A包B包是一个很好的创新，和我的主张很接近，但我觉得其电池A包和B包容量的分配还不是最优，其A包电池容量65度，提供503公里NEDC续航，这容量相当大了，但其B包电池只能提供120公里续航，也就是只给用户503公里和623公里这么两个选择，仅65度容量的电池成本已经不菲，注定这款车的价格不会很亲民。

外挂共享电池的具体应用

为实现共享使用第二块移动增程电池车，任何厂家的电动汽车只需要增加一个统一接口和对供电系统稍作改造即可。共享移动电池车有别于加电车，它不是充电宝，不是用于给电动车的内置电池充电的，而是直接供电给驱动系统的，这样转换效率更高。这样的移动共享电池，因为是外挂，不需要安装在车底盘特定的空间里，电池的尺寸外形就不受什么限制。

太阳能电站与电动车如能采用相同的标准模块电池组，就不需要专门配备蓄电池，也免去电池对电池的充放电损耗，真正实现用清洁可再生能源驱动电动车。

要解决便捷和快速的换电，既有的建专门的换电站模式局限性太大，如果能主动上门给客户服务，省去客户来换电站的麻烦，无疑将大大提升客户的满意度，

共享移动电池车能大大提高效率，节约时间 – 停车在几秒钟之内完成电池的接驳和脱离，如果将移动共享电池车能达到较高等级的无人驾驶水平，并且行驶速度做到与乘用车相当，纯电动车用户甚至可以在行驶中在不停车也不等待的情况下，移动共享电池车自己找到服务对象，追上来自动完成接驳，待电量接近耗尽时自动脱钩，自动驶回充电点或在电量较低不足以到下一个充电点时，在途径的充电点时自动脱钩并返回充电点。 一切由人工智能来完成，使用者可以完全无感，自然也就对续航完全无忧了。

想象一下，如果实现电动车随时随地补电，而且用起来方便、简单到极致，就像在电子游戏里拣能量包一样随取随用，甚至点点手指或动动嘴唇召之即来，谁还担心续航呢？在有共享电池服务的覆盖范围内续航成为无限，而AI的进一步应用甚至可以做到完全不需要人干预的自动补电，再也不需要去看仪表盘的剩余续航里程显示。

我相信纯电动车+可再生能源未来可以基本满足人们的出行需求。

再谈下再生能源和换电模式的结合

北汽新能源提出将投入巨资在全国建成3000座光储换电站和投放50万辆换电车辆。这是很了不起的实践。

但首先太阳能电站占地面积大，一般只能设在比较偏远的郊区，电网的变电站也大多在郊区，电池需要从太阳能电站集中派送到市区的换电站，土地的成本是市区的换电站投资和运营成本的大头，换电站的分布密度和用户常用路线到换电站距离又直接关系到用户的使用方便程度，时间成本和金钱成本。而且对车内电池换电都需要机械，换电时间已很难缩短。

而移动外挂电池则大大降低了投资成本，结合建在郊外的光储能电站，正好可解决用户在开长途时补电需求，路旁的荒地和不适合植物生长的荒山都可以充分利用。标准统一后还可以服务更多的电动车车主，就很容易盈利。

除了乘用车，各种商用车和卡车也都可以共享增程电池，例如重型卡车，可以采用多个标准电池模块接力的形式。如果将最大载重量约36吨的Tesla电动卡车Semi配备的一组重达4.5吨容量700kWh提供800公里续航的电池组改为200公里续航的电池四次接力，仅车辆自重就可减轻3吨多，也就意味着能降低近10%的能耗，并且载重量可以增加近10%，可以说能大幅度降低运输成本和增加收入，而且省去了一台车近百万元的一次性的电池购置成本。电动卡车购置和运营成本都可以做到比燃油卡车更低，对于竞争激烈的运输行业来说帮助巨大。

共享移动电池车的应用将使得纯电动车不再依赖一次性的化石能源，可以实现100%使用的绿色再生能源。对我们的二次能源丰富的中西部地区来说尤其适合。

共享移动电池车的其它优点

• 日常行驶时减轻纯电动乘用车自重200公斤左右，也就意味着减少能耗10-20%，也减少万一发生碰撞时的车辆动能，减轻损伤和人员受伤风险。

• 用户不需要开车到专门的集中充换电站去换电，完全不需绕路，顺路就完成补电。

• 降低为补充能量而付出的能耗。即使一台完全实现自动驾驶的汽车可以在闲置时自动去充换电站补电，但是相比一台乘用车的重量1吨到3吨，一台移动共享电池车重量200-700公斤（700公斤是目前国家法规允许的拖车重量上限），后者行驶同样的距离无疑能耗要少很多。

• 更有利于电池散热。

• 外置电池安全性更好控制，即使发生爆燃也不易殃及前车。

• 不需要在市区设换电站，不需要换电设备，只需要有少量存储功能的暂存点即可，大大节省建设换电站的投资

当然我倡议的这两种换电方式也可以结合，比如一台车用一组常备电池+一组车内共享增程电池+一组外挂移动共享增程电池。

总结和呼吁

将来共享电池应该有巨大的市场潜力，Ai和大数据的应用将极大程度地提高共享电池的使用效率和方便性，虽然共享汽车越来越多，因每个人对汽车的需求和偏好都不同，无论共享汽车多么便利，任何车企和共享汽车运营商都不可能垄断共享汽车市场也不可能满足所有人的需求，还是会有相当一部分人需要自己的专属座驾。但是全车电池换电的模式对于这些个人用户来说不经济。而部分换电的共享增程电池模式则可以满足几乎所有用户的需求，特别是智能能共享移动电池车最能满足用户的需求，而且每个电动车用户在长途出行时都会有对共享电池的需求，这个行业甚至可能比共享汽车市场前景更广阔。

从车企，电池生产企业和共享电池运营商的角度都希望解决续航焦虑，能耗和成本的矛盾，但目前业界还没有出现比较好的充换电结合模式，都在摸索和试错中支付高昂的学费，我呼吁业界积极响应国家的号召，重新思考和转变思路，适时调整，积极促成统一的共享电池标准的制定实施，共同为降低用户的使用成本和提升用户的使用便利而努力。

我在此给新能源行业献计献策，希望能让大家节约资源，少走弯路，也希望国家能尽早组织引导相关部门和企业统一订立合理的纯电动车共享电池相关标准，让中国在新能源车和智能移动出行领域引领世界。

本文编译自：FT，图片来自：Reuters，作者：Nathalie Thomas

意大利西南部农村地区的一家面食工厂，如果用来展示欧洲庞大的工业部门如何削减排放的能源项目来说，这里并不是一个显著的地点。

但这家位于萨莱诺省孔图尔西特姆的Orogiallo工厂，在今年4月份却创造了一小段历史，当时它使用意大利天然气输电网中的氢气和天然气混合物来煮意大利面。

科学家和企业一直在吹捧氢，称其是可能替代天然气等化石燃料的“清洁”能源，因为氢燃烧时不产生二氧化碳。今年，企业和政府再次努力调查氢是否有助于全球经济的关键部门实现脱碳，从工业、电力到航运和运输行业等部门。

总部位于巴黎的国际能源署（IEA）将描述为氢能源达到“空前势头”的一年，全球出台了50项政策或目标来支持其发展。丰田汽车欧洲公司（Toyota Motor Europe）氢技术总经理斯蒂芬·赫布斯特（Stephan Herbst）表示：“关键的游戏规则改变者是巴黎气候协议。现在的共识是，我们需要降低交通和其他行业的碳排放，我们需要所有的能源。”

氢的需求增长（单位：百万公吨）

数据来源：国际能源署

在Orogiallo面食工厂的案例中，尽管氢的使用比例比较低，只有5%，但意大利国家天然气公司（SNAM）这项长达一个月的试点项目是第一个在欧洲测试如何安全可靠地将氢注入天然气基础设施，要知道，这种基础设施可是严格监管的领域。

SNAM和欧洲其他天然气基础设施所有者打算提高未来项目中氢的使用比例，他们认为这是一种清洁的能源，并希望有一天它能完全取代天然气，同时确保未来资产的保值。

未来几年，包括挪威石油巨头Equinor、瑞典电力公司Vattenfall、日本三菱日立电力系统（Mitsubishi Hitachi power Systems）、英国国家电网（National Grid of The UK）和丰田（Toyota）在内的多家大公司计划在全球各地开展氢气项目，SNAM项目只是其中之一。

对于能源巨头来说，可从化石燃料中生产的氢，可能为他们的天然气储备提供一种功能保障的途径，因为在这样一个环境中，越来越多的政府正在采取相关政策结束对全球变暖的贡献。

运输公司将其视为船舶或货运等行业的可能解决方案，或是电动汽车的替代品。但在上世纪70年代、90年代以及本世纪初，氢燃料曾经历过几次流行浪潮，但迄今也未能像通用汽车等公司设想的那样获得成功。通用汽车早在1966年就首次生产了氢燃料汽车。

国际能源署的数据显示，丰田Mirai等氢燃料电池汽车去年的销量仅为11200辆，与纯电动汽车和插电式混合动力车等其它低排放汽车相比，这一数字显得微不足道。

全球能源相关的二氧化碳排放（单位：十亿公吨）

此前氢燃料的几波热潮冷却，是因为氢燃料在很大程度上作为一种更清洁的乘用车燃料使用，而当时的油价较低，这抑制了消费者和企业投资氢燃料基础设施的兴趣。

氢，其清洁程度取决于其生产方式，现在的观点仍是两极分化，批评者质疑其成本和安全性。

但是支持氢计划的公司希望这次会有所不同。这一次，清洁的氢，有了很多可能的用途。计划中的方案包括：用氢气为渡轮提供动力，用氢气替代家用锅炉中使用的天然气，发电，以及在特别晴朗和多风的日子里储存风能和太阳能等可再生能源产生的多余电力。

在荷兰最北端的埃姆斯哈文，瑞典能源公司Vattenfall正在探索，能否在2025年将一座燃气发电厂部分成功转化使用氢燃料。

其直接效果将是减少该工厂的排放，但更广泛的目的是探索过剩的可再生电力能否在储存前通过电解（这一过程也需要用水）生产出氢。然后，可以在冬天，或在风力、太阳能不能发电的时候，再次将氢用来发电。

Vattenfall项目经理杰弗瑞·哈斯佩尔斯（Jeffrey Haspels）表示：“随着电力系统中可再生能源不断增加，对灵活发电能力和季节性存储的需求将日益增加。”

挪威石油公司Equinor、三菱日立电力系统公司和荷兰能源网络公司Gasunie也参与到这个项目中。然而，该项目也突显了使用氢的一些挑战，特别是成本。

全球主要能源需求强劲增长

哈斯佩尔斯估计，整个价值链的成本将达到“10亿欧元以上”，包括氢的生产、储存、运输和工厂改造的各个阶段。最终的投资决定将于2022年做出，这取决于荷兰政府的补贴。

他表示，就这一项特别的试验而言，我们会从天然气中生产出氢，因为“荷兰目前还没有足够的可再生能源”，预计未来的项目将使用电解的方式。

目前，氢已经可以广泛地从化石燃料中生产出来，每年大约有7000万吨，用于制造化肥或用于炼油，但这一过程污染严重。国际能源署表示，每年制氢过程的二氧化碳排放量约为8.3亿吨，相当于英国和印尼的碳排放量之和。

为了让氢变得“清洁”，必须捕获排放物，并在碳酸饮料生产等过程中重复使用，或者将其储存在近海枯竭的油田和气田中。许多专家认为，这仍将是在工业规模上生产低排放氢的最具成本效益的方法，尽管碳捕获利用和存储技术本身也存在成本挑战。

国际能源署能源技术政策主管帖木儿·盖尔（Timur Guel）表示：“人们必须认识到，所有这些新的势头和所有有关氢的讨论，并不意味着挑战突然就不存在了。”

企业们承认，早期项目需要政府资金的支持，但太阳能和风能等其他绿色技术的成本大幅下降让人乐观地认为，氢发电也可能出现同样的情况。

三菱日立电力系统欧洲公司（Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe）副总裁兼研发主管埃马纽埃尔·卡卡拉斯（Emmanouil Kakaras）表示，随着一些国家碳排放税或排放计划的实施，排放二氧化碳的成本上升，氢项目可能也会开始具有竞争力。

“我们必须将这些氢技术与我们所说的避免二氧化碳排放的成本挂钩。”他补充道。Equinor负责风能和低碳发展的高级副总裁斯蒂芬·布尔（Stephen Bull）表示，在更多国家效仿法国、挪威、瑞典和英国等采取净零排放目标的世界里，我们将不得不寻求更多替代品取代化石燃料。

“这超出了正常的业务范围。我们为电力市场制定的脱碳战略相对成功，但离实现零碳世界还差得很远。这正是我们认为氢可以发挥重要作用的地方。”

美中不足的是，氢燃料电池技术的产业化进度一直很慢，迟迟无法落地，经常被放在2050年这个尺度的“远景”上去讨论。于是我们戏谑：

是未来的完美技术，但它永远只存在于未来！

在过去十年中，由于锂电池技术及产业化的突飞猛进，氢燃料电池技术被过度轻视。而最近一两年，氢燃料电池又重新引起了注意，原因之一就是纯电动车遇到了两个硬核问题：

• 续航卡在下一代锂电池技术突破：随着电动车行业的迅速崛起，消费者的选择越来越多，相应的，对续航也会在满足日常使用情况的要求下逐渐提高。假设若一辆纯电车工况续航能达到800公里，这也许需要依赖于下一代锂电池技术的突破。

• 能量密度卡在物理化学的极限：锂电池能量密度太低，若以多堆电池的方法增加续航，就会造成过多能量浪费在运输电池本身的尴尬情况，既不经济，也不合理。在过去十年中，锂电池的能量密度已经提高了2.5倍，就不能再给力一点，再提高2倍吗？答案是很困难，因为这种涉及物理化学原理的东西，不可能遵循摩尔定律，再提升就触碰到了安全极限，性能与安全不可兼得了。要想解决这个问题，得在锂固态电池的技术路线上努力了。

东方不亮西方亮。消费者在对于纯电动续航里程和充电时间上的期待，不正是氢燃料电池的拿手好戏吗？很多方面，氢燃料汽车避免了纯电车的短板，反而与传统燃油车的特性很像，例如：

• 氢气的能量密度比燃油大，比锂电池高上百倍。我们都知道，燃油与氢气释放能量都是一个氧化过程，要么是原子量为12的碳被氧化、要么是原子量为1的氢被氧化。汽油柴油都是碳氢化合物，而氢气只含氢，所以能量密度甚至更高。当然，考虑到比油箱复杂得多的储氢系统，情况会不一样。

• 加氢与加油都只需要三五分钟。如此一来，车主就不必到处找充电桩，免去充电等待的时间了。当然，加氢站不像加油站到处都是，基础设施建设是个问题。

如此说来，在续航与充能方面，氢燃料电池车与传统燃油车，真的很像啊！只不过一个是烧油，一个是烧氢。既然这么像，咱们为啥不直接用传统燃油车，还要开发氢燃料电池车呢？答案就是，相对于传统燃油车，氢燃料电池车同时具有节能减排的新能源车属性：

• 减排：氢燃料电池的反应方程式非常简单：氢气+氧气→水。不仅没有氮氧化物这种有毒气体，就连二氧化碳都没有啊！当然，这一点与电动车碳排放的争议相似，从全生命周期的角度来看，制氢是免不了有碳排放的。目前的主流观点是：即便是考虑70%的火电，纯电动车的碳排放还是优于燃油车，氢燃料电池车则与纯电动相当或更好。

• 可再生能源：相对地柴油汽油，氢能源最大的优势就是可再生。除了工业副产品制氢之外，还能通过煤制氢、利用谷电电解水制氢等，全生命周期的能源效率要优于汽油柴油。退一万步讲，能源效率还不如汽油柴油，但氢能源作为可再生能源，对石油对外依赖很强的中国、日本来说，依然是很有吸引力的选项。

和电动车相比，氢燃料电池车续航足、加氢快；和传统燃油车比，氢燃料电池车又具有节能减排的属性。虽然和两边比都有优势，但普遍认为燃料电池的产业化进程，要比纯电动慢5-10年，原因就在于有几个待解决的关键问题：

• 车载储氢技术：要论同样的重量，氢气的能量密度不低。然而，汽油柴油在自然条件下就是液体，而氢气要压缩成液体，还要保证安全，就需要一个挺大的储氢系统了。目前70兆怕的储氢系统，能量密度才每升800Wh。

• 燃料电池技术：主要是膜电极与空压机技术。一个是寿命问题，国内还只能做到几千小时耐久，日本丰田已经可以做到上万甚至几万小时；另外一个就是供应链问题，很多部件还依赖进口，成本大大上升。

• 加氢站基础设施建设：纯电动车目前面临充电不便的基础设施问题，氢燃料电池车也逃不过，甚至更严峻。纯电动车虽然充电慢，但除了超级快充站，在家里、单位里也能慢慢充，勉强可以用。若出行特性比较规律，甚至还挺方便，毕竟在家充电也省得跑加油站了，用车成本也更低。

『丰田氢燃料车Mirai』

氢燃料电池车没办法在家里加氢，只能依赖于加氢站；而加氢站成本很高，若用户规模不起来，那就得持续亏本运营，这种鸡生蛋、蛋生鸡的问题就非常难解决。所以普遍认为氢燃料电池车应该先应用在商用车上，因为商用车的路线比较规律，对加氢站数量的需求就比较小了。除此之外，当前的工业副产品氢的纯度不够，在进一步提纯之前，无法直接用于氢燃料电池系统。

对大多数人来说，氢燃料电池车可能是于2018年第一次进入公众视野。有媒体将访问日本丰田事件过度解读，说国内电动汽车技术路线将改弦更张，几千亿补贴打了水漂之类的，想象力丰富。这种说法，实际上就是将氢燃料电池与电动汽车两个技术路线对立了起来。实际情况是这样吗？

首先我们看一下氢燃料电池车的工作原理

氢燃料电池发动机，虽然叫做发动机，但并不直接输出扭转。更准确地说，它是一台“发电机”，输出电能驱动电机，同时也可以给锂电池充电。

这个结构图怎么有点似曾相识？对了，这不就是串联式混合动力汽车吗？事实上的确如此，包括丰田Mirai在内，氢燃料电池车都是“锂电池”+“燃料电池发动机”的混合体，区别只是谁的成分多一点，谁的少一点罢了

如果电池大一点、可外接充电，那不就成了增程式电动汽车，和李想的理想智造ONE差不多啦？其实，就是差不多，只不过李想的增程式是烧油的，而氢燃料电池车的增程器是“烧”氢气的，这就是最主要的区别！

所以说，氢燃料电池车很多情况下，也是增程式电动汽车。既然二者在技术本质上就有如此深的渊源，那么贸然地将两个技术路线置于针锋相对的位置，肯定是不合理的。

理性的观点应该是，电动汽车路线与氢燃料电池技术路线是互补的、相辅相成的。目光长远的汽车企业，肯定不会把这两个路线对立起来。就拿丰田来说，别看它现在力推氢燃料电池，把专利都免费公开了，心窝子都快掏出来了，但在它的战略规划中，氢燃料电池的份额也只是和纯电动差不多。

再举个例子，对氢燃料电池技术不太热衷奥迪(可以一定程度上代表是大众集团的想法)，在它的战略规划中，也是给氢燃料电池车一席之地的。

插电混动、混动、纯电动，傻傻分不清楚，该怎么选购呢？

谈起电动汽车，吃瓜群众立刻就能想到蔚来、威马、小鹏、荣威等一系列品牌，但谈起氢燃料电池车，大家恐怕还没什么印象。所以在此准备简单介绍3家典型相关企业。

第一家是国企，是国内规模最大、综合实力最强的上汽。上汽启动氢燃料电池项目较早，与清华、同济等高校合作，在世博会上就开始试运行了。2016年的时候，推出了国内唯一一款荣威950氢燃料电池乘用车，并采用了先进的70兆帕储氢系统。

『荣威950氢燃料电池乘用车』

第二家可能有点出乎意料，这是一家造车新势力——爱驰汽车。

事实上，其德国子公司爱驰恭博的Gumpert Nathalie，就是一辆甲醇燃料电池跑车。这款跑车由奥迪quattro之父Roland Gumpert亲自操刀设计，百公里加速2.5秒，续航1000公里。

『爱驰Gumpert Nathalie』

值得说道的是，Gumpert Nathalie是甲醇燃料电池，而不是氢燃料电池。甲醇燃料电池分两种：

• 一种是甲醇重整制氢，相当于在氢燃料电池系统前，增加了一个甲醇制氢装置。这种甲醇燃料电池的优点是反应温度高。

• 另一种就是直接将甲醇替代氢气，作为燃料电池系统的燃料。

爱驰Gumpert Nathalie采用的是甲醇重整制氢的技术方案，看似是增加了系统复杂度，但在氢气的制取、运输与储存等相关产业链问题的解决都还没有时间表的情况下，不失为一种快刀斩乱麻的优秀方案。

甲醇重整制氢的技术方案实际上就是将氢气的制取、运输与储存等环节，都揽成自己公司的活儿了，这样做虽然可以不依赖于产业链跑得更快，但系统集成与验证的挑战性也会更高。近日，爱驰汽车注资丹麦甲醇燃料电池系统开发商Blue World Technologies，将大大加快研发速度。

去年差不多这个时候，看到了爱驰推出Gumpert Nathalie，心想造车新势力本来就资源有限，怎么还分出精力去搞“只属于未来的”燃料电池技术呢。那个时候，整个行业对氢燃料电池还是偏悲观，甚至是漠视的。没想到一年之后，时来运转，氢燃料电池又有成为焦点的趋势，只能说爱驰的战略眼光还是很犀利的。

第三家企业不是整车企业，而是燃料电池核心零部件供应商亿华通。

亿华通是依托清华大学于2004年成立的，专注于氢燃料电池技术十几年。这十几年间，氢燃料电池技术大局一直不景气，亿华通是一直飘摇，但一直坚持搞技术研发。在读书期间有过交集，所以我也比较熟悉，一直不太看好……

没想到，坚持十几年亿华通终于站在了国内技术的领头羊位置，等到氢燃料电池技术时来运转，又恰逢科创板创立，真的是双喜临门。不得不说，真是一段守得云开见天明的传奇故事！