探究氫能源對鋰電池行業發展的推動

馮碩

（河南醫學高等專科學校，河南 鄭州450000）

在新時期背景下，國家對于新能源的研發和應用十分重視，氫能源作為一種清潔能源，受到了國家的高度關注。但氫能源應用存在難度高，成本高的缺陷，這些問題的存在制約了氫能源產業的發展。但將其與鋰電池相融合，則可以促進二者實現共同的發展。具體表現為在新能源汽車中內置氫燃料電池和鋰電池，形成混合能源結構，從而達成預期的目的。

1 氫能源產業鏈與鋰電池技術研發間的關系

氫能源產業鏈由多個環節構成，涵蓋了氫氣制造、運輸和應用的全過程，其中鋰電池就屬于重要的一環。具體表現在以下方面：

1.1 氫氣制備：氫氣制備的方式有許多中，現階段應用范圍較廣的制備方法包括化工原料制氫、電解水制氫、氯堿工業副產氫、以及生物和化學制氫等方法。氫氣存儲和運輸方式，與天然氣大致相同，分別為氣態、固態和液態等存儲方法，而運輸方式則以管道運輸為主[1]。

1.2 鋰電池的類型和應用：通過查閱資料得知，目前混合能源汽車應用的電池包括兩種，一種是動力鋰電池；另一種為燃料電池。其中前者制作所需零部件和材料較多，但技術較為成熟，故應用較為普遍。而后者的應用范圍和方式較為狹窄，尚未實現大規模的普及。

1.3 氫能源產業鏈發展現狀：就實際情況來看，我國制氫行業整體上呈現出上升發展的態勢，但優勢主要集中于上級產業鏈，據了解得知，自2010 年后，我國制氫量常年位于世界前列，在制氫方面，擁有其他國家所不具備的優勢。

但值得注意的是，我國氫能源制備方式較為傳統，主要以礦產資源制氫和堿性電解水制氫為主，但是這種制氫方式，不僅會耗費大量的資源，還容易破壞環境，嚴重時，甚至會引發安全事故。而國外發達國家，更重視新能源制氫技術的發展，而我國新能源制氫尚處在起步階段。氫運輸方面也同樣如此，國內外各具特色，總體而言，氫能源商業化發展還有很長的一段路要走。

1.4 加氫站數量：據了解得知，截止到2018 年，世界上加氫站數量最多的國家是日本，總數量接近100 座；緊隨其后的國家是美國和德國，但兩國與日本間的差距卻十分顯著，共有加氫站102 座。統計資料表明，世界各國擁有的加氫站總量為380座，上述三國加氫站數量就占據了50%以上，由此可見，發達國家在氫能研發領域，尚處于領先地位，且這種地位在未來幾十年內很難被動搖。與之相比，國內加氫站數量較少，僅為23 座，但依然位居世界前列。

2 清潔能源開發和利用的優勢

雖然氫能源屬于清潔能源的一種，且受到了世界各國的關注，但是其尚不具備商業化的條件，其原因主要包括以下幾方面：

2.1 應用便捷度不足，導致氫能源汽車在特殊條件下無法適用，存在十分嚴重的使用缺陷。具體表現為加氫站數量不足，全世界加氫站的數量僅為300 余座，且集中于幾個國家，由此可見，加氫站的普及和發展情況并不樂觀，致使與之相關產業發展受阻，這對于氫能源商業化發展而言，造成了極為不利的影響。

2.2 氫能源性價比過低，雖然與石油、煤炭等傳統能源相比，氫能源屬于一種清潔能源，但其制備、存儲和運輸所耗費的成本較高，故性價比偏低，尚無有效的方法對氫能源應用成本進行控制。尤其是在分布式條件下，氫能源產業鏈的發展面臨著挑戰，其中氫氣無法實現普及應用就是重要的影響因素。控制氫氣成本，應成為相關產業重點研究的問題。

2.3 氫能源產業想要突破影響因素的限制，需要國家給予其政策上扶持。就實際情況來看，我國政府對氫能源行業發展十分支持，在制定行業發展規劃的同時，并在《政府工作報告》中對其發展提出了建設性的意見。要求政府部門做好加氫站的建設，為氫能源行業的發展，奠定堅實的基礎。

在國家的大力扶持下，氫能源行業的呈現出良好的發展趨勢，逐步掌握關鍵技術，構建具有獨立知識產權的氫能源池機械動力系統技術平臺。在產業鏈配置上，我國相關行業建立了關鍵零部件的研發體系，包括供氫系統、變換器、燃料電池發動機等等。

國家能源集團于2019 年召開了會議，并與國內多家企業和研究機構達成了合作，并頒布了《中國氫能源及燃燒電池白皮書》，明確了我國氫能源和鋰電池未來發展的目標。

通過查閱資料可知，氫能會在未來成為我國能源體系的重要部分，其應用范圍也會涵蓋各個領域。

3 鋰電池行業發展前景

3.1 鋰電池行業發展現狀

在氫能源的推動下，鋰電池行業呈現出良好的發展趨勢，通過查閱統計資料可知，截止到2017 年11 月份，國內新能源汽車的年銷量接近75 萬輛，與去年同期相比，增長幅度超過50%，純電汽車在其中占據的比例超過90%，而混合動力汽車所占比重為9%左右。新能源汽車之所以實現了快速發展，與國家扶持政策存在密切的關聯，具體表現為2017 年1 月份，國家頒布了受補貼退坡政策，在這個政策的影響下，當月新能源汽車銷量同比下滑，但伴隨著人們對新能源汽車的認可，其銷量逐漸回暖，最終于11 月份突破新高。而新能源汽車的發展，為鋰電池行業的發展，創造了有利的條件。鋰電池產量大幅度提升，2016 年全年，我國鋰電池生產量超過了78 億，與去年同期相比，其增長幅度超過了40%。并且這種發展趨勢，會在扶持政策和氫能源廣泛應用的背景下而長期保持。

3.2 鋰電池行業未來發展前景

筆者結合國內氫能源產業鏈發展情況，對鋰電池行業未來發展前景做出了如下預測：

3.2.1 產業規模不斷擴大。氫能源會在未來實現商業化和產業化的發展，在達成這一發展目標之后，有助于促進鋰電池行業的發展。在資源日益枯竭的背景下，國家對于新能源的使用和發展十分重視，而氫能源作為清潔能源的重要一種，故國家投入了大量的人力和物力，對氫能源進行研究，并推廣以氫能源為動力的新能源汽車，作為其重要組成的鋰電池，在產量和銷量上必然會增加，故鋰電池行業的規模會在未來不斷擴大，有望取代傳統的能源結構。

3.2.2 動力電池促進增長，市場占比不斷擴大。國家在近些年制定和頒布了大量的優惠政策，其目的就在于扶持新能源汽車的發展，可以預見，在未來氫能源將成為汽車的重要動力源，與之相匹配的鋰電池也會實現進一步發展。總體上來看，在不可再生能源枯竭之后，以氫能源為代表的新能源必然會成為主要能源。

3.2.3 新技術運用，可以促進顛覆性產品的發展。目前，技術是制約氫能源鋰電池發展的關鍵因素，但這種情況會在鋰電池應用范圍擴大的背景下得到改善。目前，鋰電池不僅在汽車領域應用，在軍事領域、新能源領域也取得了良好的應用效果，受到到了世界各國的高度關注。與此同時，先進材料和制造技術的發展，加快了產品更新換代的速度，各種先進的產品涌入市場，推動鋰電池行業進入了百花齊放的時代。

可以預見，在高新技術和材料融合應用后，鋰電池產品會實現突破變革，可以打破加氫站不足、應用環境惡劣對新能源汽車使用產生的束縛。

綜上所述，氫能源的應用與鋰電池技術的發展存在密切的關聯，其中一方的發展，可以對另一方的發展起到促進作用。從實際情況上看，氫能源使用尚面臨著諸多的問題，主要包括應用成本高昂，技術不成熟等，而鋰電池作為一種成熟的技術，可以彌補其不足。具體表現在新能源汽車上，新能源汽車如果僅將氫能源燃料電池作為動力來源，其動力無法得到保障，而鋰電池的應用，能夠使其動力需求得到滿足。因此，相關行業應加強對二者關系的整理，并采取有效的措施，促進二者的發展。