氢汽车不会超越电动汽车，因为它们受到科学定律的阻碍

氢一直被吹捧为乘用车的未来。在氢燃料电池电动车辆（FCEV），它只是在加压氢从运行一个燃料补给站，产生从其排气零碳排放。它可以像化石燃料一样快地充满，并且提供与汽油相似的行驶距离。它得到了一些重量级的支持，例如丰田在2020年晚些时候推出了第二代Mirai。

在加拿大氢能和燃料电池协会最近制作了一个报告歌颂氢燃料汽车。它说，除其他外，碳足迹比电动汽车好一个数量级：每公里2.7克二氧化碳，而每公里20.9克。

尽管如此，我认为氢燃料电池是一个有缺陷的概念。我确实认为，通过在工业和家庭供暖中替代天然气，氢将在实现净零碳排放方面发挥重要作用。但是我很难看到氢能如何与电动汽车竞争，这一观点在最近的两项声明中得到了加强。

BloombergNEF的一份报告得出结论：“汽车，公共汽车和轻型卡车市场的大部分似乎都将采用[电池电气技术]，这是比燃料电池更便宜的解决方案。”

同时，大众汽车发表声明，比较了这些技术的能源效率。该公司表示：“结论很明确。”“就乘用车而言，一切都代表电池，而几乎没有人代表氢。”

氢气效率问题

氢效率低下的原因是，为了驱动汽车，能量必须从电线转移到气体再转移到电线。有时将其称为能量矢量跃迁。

让我们拿一台可再生能源（例如风力涡轮机）产生的100瓦电力。为了为FCEV供电，必须将能量转换为氢，可能是使其通过水（电解过程）。这大约是75％的能源效率，因此大约有四分之一的电力会自动丢失。

产生的氢气必须压缩，冷却并运输到氢气站，该过程的效率约为90％。进入车内后，氢气需要转化为电能，效率达到60％。最终，用于使车辆行驶的电动机所用的电效率约为95％。放在一起，只有38％的原电，38瓦特出100-使用。

对于电动汽车，能量从源头到汽车一直通过电线运行。在通过电网的过程中，来自同一涡轮机的相同100瓦功率会损失大约5％的效率（对于氢气，我假设转换是在风电场现场进行的）。

通过对锂离子电池进行充电和放电，您还将损失10％的能量，另外，通过使用电力使车辆行驶也将损失5％的能量。因此，您的功率降到了80瓦–如右图所示。

换句话说，氢燃料电池需要两倍的能量。为了引用BMW：“在动力到车辆驱动能量链的总效率，因此是唯一的[电动车辆]的水平的一半。”

电动汽车的能源效率。

还有是在道路上约5万辆电动汽车，销量一直强劲上扬。充其量充其量仅占全球总数的0.5％，尽管与氢氢相比仍处于不同的联盟，氢氢在2019年底之前已实现约7500辆汽车的销售。

氢仍然只有很少的加油站，在冠状病毒大流行期间，建造加氢站几乎不会成为优先事项，但是从长期来看，发烧友会指出，电动汽车比电动汽车有几个好处：驾驶员可以更快地加油，每辆“油箱”可以行驶得更多。像我一样，由于这些原因，许多人仍然不愿购买电动汽车。

电动汽车的年销售量超过一百万，中国正在展示如何解决这些问题。该基础设施正在建设中，以使车主能够迅速进入前院并更换电池。总部位于上海的汽车制造商蔚来汽车（NIO）声称在这些车站的换乘时间为三分钟。

BJEV是汽车制造商北汽集团的电动汽车子公司，将在未来几年内投资13亿欧元（12亿英镑）在全国范围内建立3,000个电池充电站。

这不仅解决了潜在电动车车主的“范围焦虑”，而且还解决了他们的高昂成本。电池弥补有关电动汽车的平均销售价格，这仍然是25％以上某种程度上比汽油或柴油等价物。

通过使用交换概念，可以租用电池，其中一部分交换费用是租用费。这将降低购买成本，并激励公众参与。交换电池也可以使用多余的可再生电力充电，这对环境产生了巨大影响。

诚然，这种概念要求电池技术达到一定程度的标准化，这可能不符合欧洲汽车制造商的喜好。电池技术很快就能为汽车提供一百万英里的动力，这一事实可能会使这种商业模式更具吸引力。

由于它们需要非常大的电池，因此对于货车或卡车等较重的车辆而言，它可能无法工作。正如彭博社（BloombergNEF）在其最新报告中所预测的那样，在这里，氢气的确可能位居榜首。

最后，我刚才提到的加拿大氢与燃料电池协会的报告对碳排放的主张作了总结。我检查了统计数据的来源，该数据表明他们正在将纯可再利用电力制得的氢气与由化石燃料发电的电动汽车进行比较。

如果两者都使用可再生电力充电，那么碳足迹将是相似的。原始报告由行业财团H2Mobility资助，因此，这是一个需要注意这一领域信息的很好的例子。