由于能源需求的日益增長，化石燃料的消耗與CO2排放總量快速上升，“清潔、低碳、安全、高效”的能源變革已是大勢所趨?？稍偕茉?如太陽能、風(fēng)能、水電等)作為替代能源大規(guī)模使用卻受限于其固有的間歇性、波動性與隨機(jī)性；而氫是一種潔凈的二次能源載體，能方便地轉(zhuǎn)換成電和熱，轉(zhuǎn)化效率較高，有多種來源途徑。采用可再生能源實現(xiàn)大規(guī)模制氫，通過氫氣的橋接作用，既可為燃料電池提供氫源，也可綠色轉(zhuǎn)化為液體燃料，從而有可能實現(xiàn)由化石能源順利過渡到可再生能源的可持續(xù)循環(huán)，催生可持續(xù)發(fā)展的氫能經(jīng)濟(jì)。氫能作為連接可再生能源與傳統(tǒng)化石能源的橋梁，可以為實現(xiàn)“氫經(jīng)濟(jì)”與現(xiàn)在或“后化石能源時代”能源系統(tǒng)起到橋接作用。因此，氫能作為潔凈能源利用是未來能源變革的重要組成部分。

氫燃料電池具有燃料能量轉(zhuǎn)化率高、噪音低以及零排放等優(yōu)點，可廣泛應(yīng)用于汽車、飛機(jī)、列車等交通工具以及固定電站等方面。從燃料電池在載人航天、水下潛艇、分布式電站獲得應(yīng)用以來，燃料電池一直受到各國政府和企業(yè)的關(guān)注，其研發(fā)、示范和商業(yè)化應(yīng)用的資金投入不斷增加。在未來煤電占比相對較低的情況下，由于風(fēng)能、太陽能等可再生能源技術(shù)規(guī)模的增大，整個上游的電源結(jié)構(gòu)會越來越清潔。在這種結(jié)構(gòu)下，新能源汽車特別是純電動汽車、基于電解水制氫的燃料電池汽車，排放強(qiáng)度會明顯下降。而燃料電池汽車不同于純電動汽車的是，它實現(xiàn)了上游發(fā)電和終端用電在時間上的“分離”，進(jìn)而使得氫能相比于波動性較大的風(fēng)能和太陽能(純電動車技術(shù)路線)的互補(bǔ)能力更強(qiáng)。因此，發(fā)展氫能和氫燃料電池具有巨大的能源戰(zhàn)略意義。
鋰電池，鉛酸蓄電池，燃料電池，鎘鎳電池，鎳氫電池，干電池這些電池有很大的區(qū)別
國外氫能與燃料電池發(fā)展現(xiàn)狀及分析

全球范圍來看，世界主要發(fā)達(dá)國家從資源、環(huán)保等角度出發(fā)，都十分看重氫能的發(fā)展，目前氫能和燃料電池已在一些細(xì)分領(lǐng)域初步實現(xiàn)了商業(yè)化。2017年全球燃料電池的裝機(jī)量達(dá)到670兆瓦，移動類裝機(jī)量455.7兆瓦，固定式裝機(jī)量213.5兆瓦。截至2017年12月，全球燃料電池乘用車銷售累計接近6000輛。豐田Mirai共計銷售5300輛，其中美國2900輛，日本2100輛，歐洲200輛，占全球燃料電池乘用車總銷量的九成以上。截至2017年年底，全球共有328座加氫站，歐洲擁有139座正在運(yùn)行的加氫站，亞洲擁有118座，北美擁有68座。目前氫燃料電池及氫燃料電池汽車的研發(fā)與商業(yè)化應(yīng)用在日本、美國、歐洲迅速發(fā)展，在制氫、儲氫、加氫等環(huán)節(jié)持續(xù)創(chuàng)新。

1、美國氫能與燃料電池發(fā)展現(xiàn)狀

美國氫能的生產(chǎn)和儲運(yùn)有AirProducts、Praxair等世界先進(jìn)的氣體公司，并且有技術(shù)領(lǐng)先的質(zhì)子膜純水電解制氫公司，同時還掌握著液氫儲氣罐、儲氫罐等核心技術(shù)。液氫方面，美國在液氫生產(chǎn)規(guī)模、液氫產(chǎn)量、價格方面都具有絕對優(yōu)勢。美國燃料電池乘用車和叉車保有量領(lǐng)先全球：豐田Mirai在美國銷售了超過2900輛燃料電池汽車。美國擁有世界最大的燃料電池叉車企業(yè)PlugPower，目前已有超過2萬輛燃料電池叉車，進(jìn)行了超過600萬次加氫操作。加氫站建設(shè)方面，目前北美分布的68座加氫站僅1座位于加拿大，其余全部分布在美國，其加州地區(qū)集中度最高。美國燃料電池汽車液氫使用量非常高，全年液氫市場需求量的14%都被用于燃料電池車。
鋰電池的功率是核定鋰電池的重要指標(biāo)
2、日本氫能與燃料電池發(fā)展現(xiàn)狀

日本由于資源短缺，政府對氫能和燃料電池的推廣力度在世界范圍內(nèi)都是最大的。目前，日本在家庭用燃料電池?zé)犭娐?lián)供固定電站和燃料電池汽車商業(yè)化運(yùn)作方面都是最成功的。早在2014年4月制定的“第四次能源基本計劃”，日本政府就明確提出了加速建設(shè)和發(fā)展“氫能社會”的戰(zhàn)略方向。所謂“氫能社會”是指將氫能廣泛應(yīng)用于社會日常生活和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)活動之中，與電力、熱力共同構(gòu)成二次能源的三大支柱。據(jù)此，2014年6月，日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省制定了“氫能與燃料電池戰(zhàn)略路線圖”，提出了實現(xiàn)“氫能社會”目標(biāo)分三步走的發(fā)展路線圖：到2025年要加速推廣和普及氫能利用的市場；到2030年要建立大規(guī)模氫能供給體系并實現(xiàn)氫燃料發(fā)電；到2040年要完成零碳?xì)淙剂瞎┙o體系建設(shè)。截至2018年1月，日本燃料電池乘用車保有量約2000臺，燃料電池大巴預(yù)計2020年增加到100臺。從目前的燃料電池汽車價格、保有量和加注站數(shù)量來看，日本尚處于燃料電池汽車社會的搖籃期，預(yù)計2050年將是日本燃油汽車全面向燃料電池汽車過渡之年。

鋰電池的電壓由于材料不同電壓不一樣

3、歐洲氫能與燃料電池發(fā)展現(xiàn)狀

近期，歐洲燃料電池和氫能事業(yè)聯(lián)合組織(FCHJU)發(fā)布了“歐洲氫能路線圖”(圖1)。該路線圖提出了歐洲氫能未來30年的發(fā)展規(guī)劃，并得到歐洲17家氫能公司和組織的支持。該報告認(rèn)為，氫是歐洲能源轉(zhuǎn)型的重要元素，到2050年可占最終能源需求的24%并提供540萬個工作崗位。為了實現(xiàn)歐洲二氧化碳減排目標(biāo)，必須發(fā)展氫能。對于諸如天然氣網(wǎng)、運(yùn)輸(特別是重型車輛)關(guān)鍵部分的規(guī)模脫碳、高級燃料和化學(xué)原料需要大量使用氫氣。

此外，氫氣可以解決大規(guī)模整合可再生能源以及實現(xiàn)低成本季節(jié)性儲能和跨區(qū)域有效清潔能源運(yùn)輸中的技術(shù)難題。報告認(rèn)為，到2050年，氫能將在各個領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，并為了實現(xiàn)歐洲2050年氫能產(chǎn)業(yè)目標(biāo)，設(shè)置了短期和中期目標(biāo)。報告預(yù)測，到2050年，歐洲10%—18%建筑的供暖和供電可以由氫能提供；工業(yè)中23%的高級熱能可由氫能提供。報告指出，氫能的使用將帶來巨大的社會、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。到2030年，氫能的預(yù)計部署將為歐盟公司的燃料和相關(guān)設(shè)備創(chuàng)造約1300億歐元的產(chǎn)業(yè)；到2050年達(dá)到8200億歐元。氫能將為歐盟工業(yè)創(chuàng)造一個本地市場，作為在全球氫能經(jīng)濟(jì)中競爭的跳板。2030年的出口潛力估計將達(dá)到700億歐元，凈出口額將達(dá)到500億歐元。

4、韓國氫能與燃料電池發(fā)展現(xiàn)狀

韓國在氫能和燃料電池領(lǐng)域也有較強(qiáng)的規(guī)劃布局，但是其相關(guān)技術(shù)實力較歐、美、日略遜一籌。以現(xiàn)代等汽車企業(yè)為依托，韓國政府未來5年內(nèi)用于氫燃料電池以及加氫站的補(bǔ)貼將達(dá)到20億歐元。目標(biāo)是到2022年為15000輛燃料電池汽車和1000輛氫氣公交車提供資金。其中資助計劃包括310個新的氫氣加氣站，政府還將制定使用法規(guī)。韓國政府于2019年1月發(fā)布“氫能經(jīng)濟(jì)發(fā)展路線圖”，旨在大力發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)，以引領(lǐng)全球氫燃料電池汽車和燃料電池市場發(fā)展。
電動汽車用鋰電池對能力密度的要求越來越高

根據(jù)該路線圖，韓國政府計劃到2040年氫燃料電池汽車?yán)塾嫯a(chǎn)量由2018年的2000余輛增至620萬輛，氫燃料電池汽車充電站從現(xiàn)有的14個增至1200個。韓國政府表示將開始為燃料電池出租車和卡車提供補(bǔ)貼，到2022年燃料電池公交車數(shù)量將增加到2000輛，并預(yù)計在2021年開始用燃料電池車取代燃油警車。在固定式燃料電池方面，韓國目前的發(fā)展重點在于大型燃料電池發(fā)電站。韓國斗山集團(tuán)是推動該項目建設(shè)的主體。2017年6月，該集團(tuán)完成了韓國最大的氫能燃料電池發(fā)電站的建設(shè)，而該發(fā)電站的建設(shè)成本大約有3600萬美元。據(jù)報道，該發(fā)電站每年可生產(chǎn)144臺440千瓦的燃料電池系統(tǒng)，可以滿足市場的需求。