V2EX = way to explore
V2EX 是一个关于分享和探索的地方
现在注册
已注册用户请  登录
pigspy
V2EX  ›  汽车

理论上来说最优的新能源方案是不是使用甲醇/乙醇燃料电池?

  •  
  •   pigspy · 3 月 22 日 · 3183 次点击

    考虑目前比较多的新能源车的动力方案

    • 纯电,优点是系统简单,缺点是无论是三元锂电池还是磷酸铁锂电池的能量密度都太低,同时安全性不好
    • 串联式混合动力,缺点是系统复杂度高,需要发动机 - 发电机 - 电动机联合工作,优点是总体的效率高
    • 并联式混合动力,缺点是技术复杂,需要根据不同的工况实现发动机/电动机之间的动力切换,优点是性能好,结构简单
    • 氢燃料电池,优点是能量密度高,缺点是氢气的存储不安全

    如果未来使用甲醇/乙醇作为能源的氧化物燃料电池技术成熟且能做到小型化,是否是最优的解决方案?

    • 醇类常温下为液态,相比甲烷/氢气作为燃料更容易保存,安全性更高
    • 相比纯电架构,醇类的能量密度远高于电池
    • 使用燃料电池 + 电动机驱动,动力方案简单高效

    综上,我觉得这个技术方案很有前景,但是可能制约这类技术方案商用的问题在于现在的有机物燃料电池技术主流是固态氧化物燃料电池,一般用于大型商业发电项目,难以做到小型化,同时需要用到钇,锆等稀有资源,价格较高

    57 条回复    2026-03-23 15:56:59 +08:00
    ryd994
        1
    ryd994  
       3 月 22 日 via Android
    乙醇还有一个缺点和氢能源一样:不完全可再生。目前乙醇的主要来源是玉米发酵。大规模种植玉米需要消耗大量化石能源,包括农机和发酵等供需。
    生产乙醇造成的额外碳排放量是同等热值的汽油的 30-50%

    氢能源就更加了。目前工业制氢依靠合成气工艺,输入化石燃料和水,输出一氧化碳和氢气。所以氢气其实非常不环保。

    另外,燃料电池车也是有电池的。这一点和混动一样。因为燃料电池不能充电而且输出功率比较小。需要锂电池辅助。
    yesha
        2
    yesha  
       3 月 22 日
    不一定是最优的, 甲醇/乙醇看产量能支持这么大的汽车保有量吗? 燃料电池是什么原理? 还是进增程器烧甲醇/乙醇变成电来驱动? 不如用天然气做燃料呢, 天然气发动机已经没什么人用了
    Trinity99
        3
    Trinity99  
       3 月 22 日 via Android
    甲醇剧毒,可能商用合适点
    pigspy
        4
    pigspy  
    OP
       3 月 22 日
    @ryd994 这一块我专门了解过

    - 氢气,国内外现在都在上马大规模的绿氢/绿氨产能,以后获取氢气是一个很环保的流程,这也是全世界都在推进的技术
    - 甲醇,国内的煤化工产业生产甲醇工艺很成熟了,主要是现在甲醇的用处不多,所以产能受限
    - 乙醇确实是有你说的问题,生产受限于粮食,不过现在全世界都在研究怎么绿色获取乙醇,包括使用农业生产中的一些废弃物比如秸秆来获取,相信未来会有改善
    pigspy
        5
    pigspy  
    OP
       3 月 22 日
    @yesha 燃料电池就是直接将化学能转化为电能,省去了燃烧这一步,跟增程器不一样
    国内的甲醇生产很成熟了
    pigspy
        6
    pigspy  
    OP
       3 月 22 日
    @Trinity99 这点确实,甲醇的生物毒性是一个问题,不过燃料箱肯定是需要重新设计的,因为甲醇的挥发性本来就很好
    yolee599
        7
    yolee599  
       3 月 22 日 via Android
    醇类的生产需要耗费大量的能源,产出比很低,而且农作物有季节性,不能 24 小时持续产出
    ntedshen
        8
    ntedshen  
       3 月 22 日
    所以说 ai 的幻觉真不严重,它们问不出这么奇怪的问题。。。

    那别的不说,你觉得一桶汽油和一桶伏特加燃烧得到的效果是差不多的?
    汽油兑乙醇挺常见了,有口皆碑的
    pigspy
        9
    pigspy  
    OP
       3 月 22 日
    @ntedshen 固体氧化物燃料电池( SOFC )的效率可以达到 60%左右,一般内燃机的热效率大概在 40%左右,如果只考虑市区通勤的工况,内燃机的热效率更低
    pigspy
        10
    pigspy  
    OP
       3 月 22 日
    @yolee599 乙醇确实有这个问题,主流乙醇还是来自粮食发酵,但是甲醇的煤化工制取已经很成熟了
    ntedshen
        11
    ntedshen  
       3 月 22 日
    @pigspy 有没有可能,这玩意一样是烧汽油?
    所有含碳的材料燃烧都是一个原理,加氢元素本身就是纯添堵,除非你产能过剩
    ntedshen
        12
    ntedshen  
       3 月 22 日
    @ntedshen 啊呸氧元素。。。c-o-h 释放的能量明显是不如 c=o 或者 c-h 的,你自己去看看热值呗。。。
    pigspy
        13
    pigspy  
    OP
       3 月 22 日
    @ntedshen SOFC 烧汽油/柴油这类由长碳链的碳氢化合物燃料会更容易积碳,复杂度更高,需要的入口温度也会更高,放在汽车这种小型平台上难度非常大
    ntedshen
        14
    ntedshen  
       3 月 22 日
    @pigspy 能量差一倍呢,bro ,积碳难道不是燃烧/反应不充分吗?
    而且这是一个后来者怎么才能居上的问题,除非甲乙醇能顶着一倍多的能量差距做到和汽油差不多成本体验还更好,不然连实验室都出不去,谈什么推广?
    forisra
        15
    forisra  
       3 月 22 日
    DMFC 有各种各样的问题。功率密度很低,co 中毒使 pt 基催化剂失活,pt 价格高昂等等。

    总之在商业上基本可以说是没啥前景。反而是氢燃料电池好歹还能看到一点希望。
    sadfasdfa
        16
    sadfasdfa  
       3 月 22 日 via iPhone
    应该是核聚变,钢铁侠胸前那玩意
    duanxianze
        17
    duanxianze  
       3 月 22 日
    纯电肯定是最佳选择,毋庸置疑
    duanxianze
        18
    duanxianze  
       3 月 22 日
    即使你有大量的甲醇乙醇,放在发电厂统一发电再充到车里,也比每个车烧直接烧效率要高
    fs418082760
        19
    fs418082760  
       3 月 22 日
    醇类的能量密度远高于电池?
    folnet
        20
    folnet  
       3 月 22 日
    任意门最优
    evan9527
        21
    evan9527  
       3 月 22 日
    纯电就是最优解,其他方案都是过度。
    jaleo
        22
    jaleo  
       3 月 22 日
    普通消费场景使用 电肯定是最便宜最方便的 家里就能补能 外面也到处是电桩
    其它燃料形式的添加站 密度远远小于电桩
    eventlooped
        23
    eventlooped  
       3 月 22 日
    你这个串联说的是增程?还是插混?
    并联说的是油混?

    技术成熟了油混肯定是有市场的,你总不能无限想象固态电池多厉害
    所以可以想像的将来大概率是纯电(大比例) + 油混(小比例)

    另外,生物能肯定没有纯电一样 0 排放这个优势呀
    aecra
        24
    aecra  
       3 月 22 日 via Android
    也不是没人尝试这些技术路线啊,卷到现在活下来的只有纯电和混动了
    pigspy
        25
    pigspy  
    OP
       3 月 22 日
    @ntedshen SOFC 这条技术路线需要先耗费能量把汽油/柴油重整为小分子的 CO ,要不然氧化不了,所以天然就是会积碳更多,效率更低。对于汽车这类平台,使用小分子的醇类就是更好的方案
    pigspy
        26
    pigspy  
    OP
       3 月 22 日
    @forisra 我个人不看好 DMFC 这条路线能上车,效率和功率上限太低了,对于车辆来说不划算
    pigspy
        27
    pigspy  
    OP
       3 月 22 日
    @duanxianze 你说的没错,但是纯电方案的问题是电池的能量密度太低了,这是制约车辆续航的一个很大问题
    LandCruiser
        28
    LandCruiser  
       3 月 22 日
    了解下福特的 5.0V8 发动机,可以直接烧 85%的乙醇,根本没必要画蛇添足弄块电池。电车纯粹是政策产物,去除政策支持,所有只生产电车的企业马上倒闭。
    pigspy
        29
    pigspy  
    OP
       3 月 22 日
    @eventlooped
    串联动力方案是 发电机 -> 电动机
    并联动力方案是根据工况,选择电动机或内燃机驱动,或者共同驱动
    固态电池的能量密度也很难超过我上面说的醇类,这个是可以计算的
    乙醇的能量密度是取低位是 20 MJ/kg ,现有的固态电池差不多是 400Wh/kg
    1 Wh=3.6 kJ=0.0036 MJ

    如果需要零排放的话,其实现在有氨动力的汽车,不过我个人觉得能普及的概率很低
    pigspy
        30
    pigspy  
    OP
       3 月 22 日
    @LandCruiser 现在各种民用车和商用车的电驱就是大方向,欧美那边农用的拖拉机都开始纯电化了,还质疑电车未免太落后了
    migim
        31
    migim  
       3 月 22 日
    二氧化碳+绿电合成甲醇,走内燃机路线
    LandCruiser
        32
    LandCruiser  
       3 月 22 日
    @pigspy 欧美那边已经放弃电动化了,还大方向。你不知道现在造一辆 2.0 排量的油车需要花一万多买新能源积分吗?这么先进的东西,都大方向了,怎么还需要这么大力度的补贴?很难自圆其说啊
    pigspy
        33
    pigspy  
    OP
       3 月 22 日
    @LandCruiser 2025 年年底欧盟地区的纯电车销量已经超过燃油车了,你怎么看出来放弃电动化的?
    liu731
        34
    liu731  
    PRO
       3 月 22 日
    如果从体积、存储条件、燃烧产生能量,还得原油系燃料
    inframe
        35
    inframe  
       3 月 22 日
    船舶已经在使用甲醇燃料了
    duanxianze
        36
    duanxianze  
       3 月 22 日
    @pigspy #27 家用车来说,事实上目前的纯电续航已经非常够用了,你可以问问纯电车的车主,普通人真不会周周上高速,商用车领域,换电是一种方案,无轨电车也是一种方案
    LandCruiser
        37
    LandCruiser  
       3 月 22 日
    @pigspy 去年欧盟、英国以及包括冰岛、挪威和瑞士在内的欧洲自由贸易联盟成员国共售出 13,271,270 辆新车,较前年增长 2.4%。其中,BEV 纯电动车销量达 2,585,187 辆。你在哪看的数据啊?中国一辆电车补贴几万块都没超过油车,欧盟能超过?符合直觉和逻辑吗?
    pigspy
        38
    pigspy  
    OP
       3 月 22 日
    @LandCruiser 看看最新的新闻吧,2025.12 月纯电的销量已经超过燃油车,要算上混动的早超过了
    https://www.reuters.com/business/autos-transportation/fully-electric-vehicle-sales-eu-overtake-petrol-first-time-december-2026-01-27/
    pigspy
        39
    pigspy  
    OP
       3 月 22 日
    @LandCruiser 顺便提一句,欧盟的目标是 2035 的汽车碳排放下降 90%,欧盟的节能减排目标可比国内激进多了,国内只是有个 2030 碳达峰的目标而已

    https://climate.ec.europa.eu/eu-action/transport-decarbonisation/road-transport/cars-and-vans_en
    Felldeadbird
        40
    Felldeadbird  
       3 月 22 日
    甲醇乙醇 吸水+腐蚀塑料。除非科技点解决。可以去了解一下 E85.
    pigspy
        41
    pigspy  
    OP
       3 月 22 日
    @Felldeadbird 醇类带有羟基的通病没办法,这个确实是一个很大的缺点
    xialaoban
        42
    xialaoban  
       3 月 23 日
    截至 2025 年,中国的电力消费主要由化石燃料和低碳能源构成,化石燃料占电力结构的略多于一半。燃煤占总电力消费的比例为接近 55%,构成了化石燃料的绝大部分。

    其实电力一点都不是清洁能源
    sammy520
        43
    sammy520  
       3 月 23 日 via Android
    如果能够证明石油并非不可再生资源,那人类科技树又要改写了。小学课本说的 2020 年人类石油就开采光的课文记忆犹新啊。。。。
    byte10
        44
    byte10  
       3 月 23 日
    那个日产的 epower ,发动机就是燃料电池,它就是直接产电,然后驱动电机😂。我记得有一个抖音博主讲过,这就是混动的最终方向,电池和混动直接同平台。比其他的混动都简单一些,而且可以做到跟自家的电车同平台。
    spadger
        45
    spadger  
       3 月 23 日
    西安路上的甲醇出租车越来越少了,全部被纯电车取代了。甲醇相对汽油有优势,但是面对纯电毫无胜算,只有被淘汰的命运。
    pigspy
        46
    pigspy  
    OP
       3 月 23 日 via Android
    @byte10 搜了下日产的 epower 应该还是使用内燃机吧
    pigspy
        47
    pigspy  
    OP
       3 月 23 日 via Android
    @xialaoban 即使是火电,规模效应带来的极高的热效率和废气处理,也比直接燃烧燃油更清洁,更何况按照国家规划,未来火电的占比在 2030 年就会跌到 50%以下
    zzxCNCZ
        48
    zzxCNCZ  
       3 月 23 日
    1. 车如果智能化肯定需要有大量且稳定的电力供应 2. 内燃机+变速箱 没有电机驱动那么平顺和效率高 所以电动应该是最优解,当下解决电池或者充电问题,内燃机就可以被淘汰了
    woodfizky
        49
    woodfizky  
       3 月 23 日
    你这个最优是什么局限条件下最优呢?未来多少年内还是现在呢?
    如果单纯看技术发展和民用场景,再看能源产业的情况,估计电池在能源消费的末端和中间储能端还是比较重要的。

    你看现在电力的储能构成,虽然大头是抽水蓄能(电能和重力势能互相转化),但是中间已经有很大一部分是电池蓄能了。毕竟也发展了这么多年了,也没有很强很革命性的技术替代电池吧?

    然后我理解你说的什么甲醇/乙醇也算新能源方案,是指用农业的形式收集太阳能和固碳,再转成甲醇/乙醇。
    这也是一种储能手段,但是规模上不来吧?
    首先耕地拿来种作物再去生产这种液体燃料其实是比较低效的。。除非有什么不需要大面积耕地或者产业链去用电能产生甲醇/乙醇的技术,但是目前还没有?
    然后如果还用耕地,我同样的耕地面积去做别的事情,经济效应不比你产生物燃料更好吗?

    以上是讲当下。未来到底是电池技术发展的好,还是电能转成生物或者液体/气体燃料化学能的技术发展的好,还是说有其它新锐技术发展出来,这都说不准。
    woodfizky
        50
    woodfizky  
       3 月 23 日
    @woodfizky #49
    或者换个角度看,我个人觉得:
    如果一切能源的收集和使用从最源头的来看,一种是日渐枯竭以及引起很多环保问题的化石燃料,一种是以光能、风能、降水等等形式呈现的太阳能,还有核能。

    先不讨论化石燃料枯竭问题,因为化石燃料本质上也是化学能,也是几亿年来太阳能固化下来的。
    那现阶段,要控制碳排放或环保,那就是如何用更高效的手段收集现阶段绝大部分未被人工收集的太阳能。
    一方面是收集能源的方式,另一方面是收集能源后储能的形式,以及储能是否能够被足够灵活的消费,比如重新转化为电能或者机械能投入生产。
    你提到的甲醇/乙醇生物燃料,我查了一下主要的生产来源,不知道对不对:
    甲醇目前是化石燃料处理的副产物比重最大,那本质上还是在吃化石燃料老本,就算是用其它环保方式生产,那也是跟目前其它环保能源抢资源;
    乙醇目前主要来源是拿粮食/农业废弃物/工业废气转化,在抢太阳能资源的同时,还要抢耕地。
    那从生产方面来看就比较劣势了。
    优势也有,它固碳,可以把排放出去的碳和目前大气的碳借太阳能又固化成碳,所以也可以控制碳排放。

    如果以后有什么好技术可以很高效的收集太阳能并且转化成类似甲醇、乙醇或者其它更高效的液体/气体燃料,并且可以不抢占其它技术方案的资源、不抢耕地不抢其它资源的同时,可以大规模铺开,同时也解决环保问题,并且算是新增了一个固碳方式,那我觉得发展前景是很好的。但是,目前看来,并没有,
    QlanQ
        51
    QlanQ  
       3 月 23 日
    燃料电池也是发电,为什么要随身带一个发电机?
    pigspy
        52
    pigspy  
    OP
       3 月 23 日 via Android
    @woodfizky 现在绿醇产业刚开始发展,你说的思路类似于欧盟提出的 efuel ,用电能来加工二氧化碳和水来获取燃料,这个思路我觉得是可以的,但是目前成本太高了
    pigspy
        53
    pigspy  
    OP
       3 月 23 日 via Android
    @QlanQ 效率比发电机高,化学能 -> 电能,没有 化学能->机械能->电能 中间这一步
    QlanQ
        54
    QlanQ  
       3 月 23 日
    @pigspy #53 你自己背的发电机,能和专门的电厂 效率高吗?这不是多此一举,最好的办法肯定是 统一发电,然后 车上存储电,然后 车上用电最好呀
    化学能 -> 电能,没有 化学能->机械能->电能
    这个是针对发电过程,规模化,和产业化,已经特殊装备 肯定可以减少差距,至少大型电厂肯定比 车上带的小型发电设备效率高的多得多,而且还方便升级
    燃料电池无非就是 增程的另一种方式而已,有这功夫,不如提升储能能力
    pigspy
        55
    pigspy  
    OP
       3 月 23 日 via Android
    @QlanQ 我不否认纯电的效率更高啊,但是问题有两个,1 ,能量密度低导致续航短,2 ,充电速度慢
    QlanQ
        56
    QlanQ  
       3 月 23 日
    @pigspy #55 这只是当前的问题呀,随着科技的发展,是可以克服的呀,当前 燃料电池问题更多,储能的问题解决了,就算当前用燃料电池,也还是会转用 储能的方式
    pigspy
        57
    pigspy  
    OP
       3 月 23 日 via Android
    @QlanQ 我个人的看法哈,未来的电池技术肯定会进步的,包括更高的能量密度,更好的安全性,更快的充电速度
    但是,考虑到现在电池整体的架构已经很成熟了,哪怕是未来固态电池能成功商用,其提升也是有限的,想要在指标上完全超过碳氢化合物燃料,还是很难的
    关于   ·   帮助文档   ·   自助推广系统   ·   博客   ·   API   ·   FAQ   ·   Solana   ·   1019 人在线   最高记录 6679   ·     Select Language
    创意工作者们的社区
    World is powered by solitude
    VERSION: 3.9.8.5 · 124ms · UTC 22:45 · PVG 06:45 · LAX 15:45 · JFK 18:45
    ♥ Do have faith in what you're doing.