这两种替代燃料似乎相互竞争，但在更广泛的运输市场中都有自己的位置。以下是主要差异和市场动态。
锂离子电池是当今市场上大多数电池电动汽车 (BEV) 的当前存储标准。但对氢燃料电池电动汽车 (FCEV) 的新兴兴趣和发展为替代燃料行业增添了颠覆性动力。
氢燃料电池汽车的结构布局。图片由美国能源部替代燃料数据中心提供
这两种技术看似直接竞争，但基于电池的电动汽车正在赢得采用游戏。在美国，很少有 FCEV 可供消费者使用。FuelEconomy.gov 列出了两个：丰田的 Mirai 轿车（提供 LE、Limited 和 XLE 选项）和现代的 Nexo SUV。这两个品牌都有现有或即将推出的 BEV，与他们的 FCEV 同行竞争。丰田最近推出了基于 BEV 的 bZ4X SUV，并计划到 2025 年在其全球阵容中再增加 15 款 BEV。现代计划到 2030 年推出 17 款新 BEV。
但电池和氢燃料电池各有利弊。在FCEV 缺乏有竞争力的效率和充电基础设施的情况下，BEV 需要更长的充电时间，并且通常依赖于不稳定的稀土金属供应链来获取组件。许多人认为 BEV 更适合乘用车市场，而 FCEV 已经在公共汽车、卡车和重型设备等大型车辆中找到了自然应用。
电池与氢燃料电池的优缺点
聚合物电解质膜 (PEM) 电池使用氢气（储存在高压罐中）和从空气中提取的氧气来发电。另一方面，锂离子电池使用液体电解质通过隔膜将离子从阳极移动到阴极。
燃料电池组件及其相互作用的概述。图片由美国能源部能源效率和可再生能源办公室提供
氢燃料电池的主要缺点是其能量含量低，这使得轻型车辆等尺寸有限的应用中的存储变得复杂。因此，储能量取决于氢燃料箱的大小。这就是 FCEV 在商业和工业领域可能更有意义的地方（下一节将详细介绍）。
对于乘用车，能源部 (DOE) 表示，轻型氢燃料汽车的存储容量应该能够满足消费者的需求，使其行驶里程超过 300 英里。大多数全电动汽车一次充电可以行驶 100 到 400 英里。
但氢燃料电池市场已经赶上了这一基准。根据 FuelEconomy.gov 的估计，丰田和现代最新的 FCEV 可以达到 330 到 402 英里。尽管如此，在不影响消费者对空间、性能、安全性或成本的期望的情况下，必须在多种车辆类型上始终如一地实现相同的目标。
撇开氢燃料电池技术是否准备好与电池电动汽车竞争的问题不谈，任何激增的采用都需要大量增加充电基础设施。据美国能源部统计，美国只有54个加氢站，全部集中在加州和夏威夷。相比之下，BEV 司机可以使用全国 48,068 个充电站，有很多选择 1 级、2 级和直流快速充电。
然而，与 BEV 同行相比，FCEV 司机加油的时间要少得多。根据美国能源部的说法，1 级设备每小时可充电 2-5 英里，2 级设备每小时可增加 10-30 英里，直流快速充电器可在 30 分钟内增加 100 至 200 多英里的续航里程。相比之下，为 FCEV 加油的平均时间不到 4 分钟。
FCEV 在竞争力方面受到青睐的另一个因素是，大部分成本与制造燃料电池堆有关，由于大多数氢燃料电池在美国生产，因此可以在国内完成。但是，在电池 EV 中，大部分成本归结为提取和加工制造组件所需的原材料。
这就是许多电动汽车供应商遇到动荡的进口市场问题的地方。典型的电动汽车需要的矿物投入是传统汽油动力汽车的六倍。国际能源署指出，与石油不同，锂、钴等关键矿物的生产和加工几乎完全集中在少数几个国家，其中前三大生产国占供应量的75%以上。对稀土金属市场价格不稳定和供应安全的担忧促使许多电动汽车制造商投资于电池回收并使其电池化学成分多样化。
电池与燃料电池：哪个更好？
电池电动汽车和燃料电池电动汽车在技术上相互竞争，但两者在运输市场上都占有一席之地。电池已成为尺寸受限乘用车的行业标准，而氢燃料电池用途更广泛，可用于长途和重型设备终端市场，如建筑、卡车运输和采矿。
JCB 于 2020 年推出了其第一台氢燃料电池挖掘机。图片由JCB提供
英国建筑设备制造商 JCB 在 2020 年率先采用该技术，推出了 22 吨氢动力挖掘机。中国设备巨头三一重工也在 2021 年效仿，推出了由氢燃料电池驱动的自卸卡车和搅拌车。去年 8 月，福特和 SoCalGas 宣布合作开发和测试原型 Super Duty F-550 氢燃料电池电动卡车。
工业终端市场也可能成为结合这两种方法的混合动力发动机的试验场。今年早些时候，跨国矿业巨头英美资源集团推出了世界上第一辆由多个锂离子电池供电的氢燃料电池运输卡车。
英美混合动力电池/氢燃料电池矿用卡车于 2022 年 5 月在南非推出。图片由 英美资源提供
撇开终端应用不谈，电池仍然是行业的王者——至少目前如此。汽车巨头全面参与电气化，投资数十亿美元扩大产品阵容和制造能力。特斯拉首席执行官埃隆马斯克和前大众汽车集团首席执行官赫伯特迪斯都批评氢燃料电池在存储和效率方面的不足。
尽管如此，一些领先的汽车制造商仍在悄悄探索氢发动机的开发或扩展其现有技术。例如，福特已经申请了一项专利，以确保其氢燃料内燃机的概念。通用汽车还为其 Hydrotec 燃料电池技术开发了多个项目，用于重型卡车、航空航天和机车应用。
