Mission Hydrogen 最近举办了一场关于电池电力 (BE) 及其前景的网络研讨会——创始人兼首席执行官 David Wenger 表示，此举可能会让与会者觉得该组织的做法不同寻常。
“感谢所有赞助商，他们可能会对我们举办的电池网络研讨会感到惊讶，”他在开场白中开玩笑说。
然而，本次网络研讨会的目的是向“氢能倡导者”介绍最新的电池技术，电池技术经常与氢能在移动出行和固定电力领域展开竞争。
德国乌尔姆-卡尔斯鲁厄电化学储能中心（CELEST）主任马克西米利安·菲希特纳就此主题发表了讲话。虽然他的一些发言主要针对汽车行业的电池储能车辆，但他的观点同样适用于商用车辆和工业设备。
在演讲的第一部分，菲希特纳重点介绍了替代能源和动力系统的评估。他指出，对于移动设备和车辆应用而言，提出一些关键问题对于确定哪种解决方案最有效至关重要。
“例如，你对减少温室气体排放做出了哪些贡献？减少温室气体排放的成本是多少？”他问道。“驱动效率如何？你收集的可再生能源是否真的或多或少地直接输送到了车轮，还是大部分都转化成了无用的热量？”
菲希特纳补充说，考察原材料供应情况也至关重要，因为这有助于判断组建车队或设备是否可行。其他需要考虑的问题还包括成本、安全性和易用性。
评估温室气体减排
菲希特纳表示，评估某种能源对减少温室气体排放的贡献意味着要超越能源的任何一个方面。
他说：“你要进行所谓的生命周期分析，这包括从原材料开采到汽车使用，直至最终储存或回收利用的整个过程。”
十辆Nikola Tre燃料电池电动卡车身披加州物流公司Biagi Bros.的涂装。（图片：Biagi Bros.）此类分析考虑了车辆底盘制造、车辆维护以及燃料或电力生产。对于内燃机驱动的车辆和插电式混合动力汽车（PHEV），燃料消耗量在分析中占据重要地位。对于以天然气或沼气为燃料的内燃机，甲烷的20年全球变暖潜值（GWP）也是一个重要因素；对于以灰氢（通过天然气或甲烷制取）为燃料的燃料电池电动汽车（FCEV）也是如此。
在纯电动汽车（BEV）中，必须考虑电池制造相关的温室气体排放。在燃料电池电动汽车（FCEV）中，分析还包括氢气罐的制造。
菲希特纳通过国际清洁交通委员会 (ICCT) 提供的数据评估了所有这些类型车辆的生命周期温室气体排放量，他表示，包括插电式混合动力汽车在内的电动汽车比内燃机汽车的排放量更低。
以每公里二氧化碳当量克数（g CO2 eq/km）衡量，内燃机汽车的排放量约为 250，插电式混合动力汽车的排放量约为 200。
纯电动汽车（BEV）和燃料电池电动汽车（FCEV）被分为两类：一类是使用现有能源或燃料的车辆，另一类是未来完全使用可再生能源的车辆。例如，目前的纯电动汽车依赖于部分由化石燃料产生的电网电力。它们的二氧化碳当量排放量约为90克/公里，而未来可能完全使用可再生能源的纯电动汽车的二氧化碳当量排放量约为50克/公里。
电子燃料面临的挑战
菲希特纳在谈到内燃机时，特别提到了电子燃料的未来，“电子燃料是通过二氧化碳和氢气的费托合成反应合成的”。
然而，菲希特纳指出，电子燃料的未来存在一些问题，在他看来，这些问题使得电子燃料无法替代化石燃料。首先，生产足够公路使用的电子燃料需要大量的二氧化碳。
“我个人认为，最大的问题在于如何真正收集二氧化碳，”他说。
此外，是否有足够的工厂来生产电子燃料也是一个令人担忧的问题。
“国际能源署（IEA）收集了全球所有与电子燃料制造相关的项目，得出的全球年产量为45太瓦时（TWh）。这听起来是个巨大的数字——的确是个巨大的数字。但实际上，它大约相当于全球石油产量的千分之一。”
菲希特纳表示，更糟糕的是，根据国际能源署的数据，只有 1% 到 2% 的电子燃料项目得到了投资支持——相当于当今石油产量的十万分之一。
“如果你真的想在 2035 年前拥有大量的电子燃料，那么这些决定就应该做出，”菲希特纳说。
尽管如此，菲希特纳仍然支持电子燃料，但仅限于某些应用领域。
他说：“我们更迫切需要它们用于船舶、船只和飞机。”
与此同时，目前的燃料电池电动汽车通常使用灰色氢气作为燃料。与未来可能使用绿色氢气的燃料电池电动汽车相比，它们的二氧化碳当量排放量略高于200克/公里，而绿色氢气燃料电池电动汽车的二氧化碳当量排放量则在60至70克/公里之间。
菲希特纳补充说，关于绿色氢能是否有商业价值，目前还存在一些争议。
“实际上，目前还没有绿色氢气。混合燃料中超过99%都来自化石燃料，也就是甲烷。尤其是在德国，加油站的氢气主要来自莱纳的一家大型工厂，那里生产的是灰色氢气。这意味着，目前燃料电池汽车对改善气候状况的贡献并不大。如果使用绿色氢气，情况会好得多，但我们首先需要实现这一点。”
电动汽车能效对比
菲希特纳表示，在考察整个供应链的车辆效率并将纯电动汽车（BEV）与燃料电池电动汽车（FCEV）进行比较时，纯电动汽车显然更胜一筹，效率约为75%。这是因为纯电动汽车的供应链非常短，仅包括动力源和输送至车辆的传动装置，动力在车辆中储存。
相比之下，将氢气输送到燃料电池电动汽车 (FCEV) 所需的所有供应链步骤都会降低车辆的整体效率。菲希特纳表示，这些步骤包括电力收集、电解、燃料清洁和储存、加压和运输、在加氢站储存、冷却和再加压、为车辆加注氢气以及燃料电池本身固有的效率损失。
“总的来说，我认为燃料电池电动汽车的效率在18%到20%之间，”菲希特纳谈到燃料电池电动汽车时说道。“如果你查阅相关研究，你会发现经常会发现30%或33%这个数字。但如果你仔细研究他们的假设，就会发现他们通常假设的是一种‘无压’场景，即不存在因压力造成的损耗。而且，出于某种原因，他们总是忽略加油站的损耗，或许是因为没有公开的数据。”
H2卡车运输面临的挑战
菲希特纳还谈到了纯电动汽车（BEV）和燃料电池电动汽车（FCEV）在公路货运中的可行性差异。他重点关注了运输行业的需求。
“在他们的业务中，真正重要的是成本——你会发现成本是一个主要问题，”他说，“尤其是每公里成本。”
菲希特纳表示，考虑到这一点，根据咨询公司 P3 Automotive 的说法，绿色氢气只有在每公斤价格低于 4-5 欧元（4.19 - 5.24 美元）时才会具有成本竞争力。
他说：“目前在德国，我们每公斤氢气的价格是16到17.75欧元。这是灰色氢气，而且有补贴——它不征税。”
沃尔沃卡车FH Electric长续航版将于2025年下半年上市销售。（图片：沃尔沃卡车）菲希特纳重申了他之前关于绿色氢能在近期内实现可行性的观点，并表达了对实现目标价格的担忧。他表示，要达到目标成本，电解槽成本必须降低约80%，生产燃料的电力成本必须下降约25%，电解槽效率必须提高约6%。他还指出，随着电池成本的下降，来自纯电动汽车的竞争将会加剧。
关于氢燃料，菲希特纳说：“我总是听到人们说氢燃料罐可以快速加注——但这根本不重要。因为真正运营这种卡车的人会说，好吧，我们的司机在工作4.5小时后需要休息一个小时。在这一个小时里，我会把我的电动卡车停在一个350千瓦的普通CCS充电桩前。我会在这一个小时里充够电，以便下次可以继续工作。所以，卡车充电时间是15分钟还是50分钟并不重要。”
菲希特纳还指出燃料成本方面的差异，在这方面，纯电动汽车似乎比氢燃料更具优势。
菲希特纳表示，以柴油为基准，一辆40吨重的卡车每公里大约消耗0.45欧元（每英里0.79美元）。此外，他援引尼古拉公司的数据称，一辆在德国运营的燃料电池电动汽车每公里大约消耗1.40欧元（每英里2.45美元）的灰氢。
菲希特纳表示：“相比之下，根据最近对戴姆勒eActros的测试，一辆40吨重的纯电动卡车每百公里耗电90千瓦时。因此，根据不同的电价，这大约相当于每公里0.35至0.55欧元（每英里0.61至0.96美元）。”
菲希特纳表示，这就是为什么路上会看到越来越多的电动卡车的原因。
“你也会看到更多的燃料电池卡车，但两者的比例大约是80比1，”他说。“纯电动卡车的新注册量是燃料电池电动卡车的80倍。”
