文｜深途 周繼鳳
編輯 | 黎明
北京市區(qū)的車主張鵬，還在為自家的電動車發(fā)愁，“一到冬天就瘋狂掉電，我得滿世界找充電樁?！?/p>
74公里外的延慶海坨山區(qū)，行駛著幾百輛大巴車。這些大巴車跑得了長途，開得了暖風空調，補能只需6分鐘，在零下20攝氏度的環(huán)境下，照樣正常運行。
與眾不同的是，驅動它們的不是油不是電，而是氫。
今年的北京冬奧會，運行著超過1000輛氫能源汽車，配備30多個加氫站，是全球最大的一次燃料電池汽車示范。
在中國，純電動車是最主流的新能源技術路線。但鋰電池有一些弱點，比如在零下十幾度的天氣里，電解液會被凍住完全無法工作。而這次冬奧會70%以上的賽事都在山地，山上的溫度低于零下20攝氏度。
不怪乎有人評論，“氫能源車能處，有事兒它真上”。
問題是，這樣一個全能型的，堪稱“六邊形”戰(zhàn)士的氫能源車，怎么就沒在大街上看到幾輛？未來的某一天，我們能開上這樣一輛沒有里程焦慮的車嗎？
一個堪稱完美的解決方案
氫燃料電池汽車，被喻為近乎完美的車用能源“終極形式”。
不用說太多，我們隨便挑幾個關鍵點。
足夠環(huán)保。每公斤汽油，燃燒以后產生2.9251公斤的二氧化碳。而氫能源車，以宇宙中最豐富和最清潔能源——氫氣為能量來源，排放只有水，不會產生任何污染物質。
能源取之不盡用之不竭。氫能源是著名的可再生能源，除了用工業(yè)副產品制氫外，還可通過煤制氫以及利用光伏、風電等可再生能源電解水制氫。
高效。氫能的能量密度是汽油的3倍，鋰電池的150倍。依靠這種超高能量密度驅動的車輛，續(xù)航里程很容易達到甚至超過現(xiàn)有燃油汽車。北美市場銷售的豐田Mirai新車型，在海外測試中的實測續(xù)航里程達到了1003公里。
完美避開純電車的各種缺陷——不怕低溫、補能只需幾分鐘。這次冬奧會期間投入使用的氫能源車，已經能夠做到零下三十度以下的冷啟動。
為了實現(xiàn)這一終極形式，歐洲的車企20年前就開始布局氫燃料電池，日韓兩國今天還在埋頭研發(fā)。
學過化學的朋友都知道，氫和氧發(fā)生化學反應，會產生能量和水。這也是氫能源車的基本工作原理。
具體路徑上，氫能源車目前衍生出兩種技術路線。既然氫氣是一種可燃氣體，自然可以通過內燃機燃燒使用，由此誕生了一派專門研發(fā)氫能內燃機。但是直接燃燒氫氣，十分危險。
市場更多的是選擇氫燃料電池的路線。氫燃料電池車依靠氫燃料電池電堆中的氫氣與氧氣發(fā)生電化學反應產生電能驅動。
總結來說，相比于純電車，氫能車續(xù)航長、加氫快，沒有里程焦慮；相比于燃油車來說，氫能源車足夠清潔環(huán)保。
光環(huán)背后的缺陷
從理論上看，氫能源汽車代表了未來，氫燃料電池技術足以完爆石油與鋰電池。不過殘酷的現(xiàn)實是，氫能源汽車被電動車、混動車燃油車按在地上摩擦。
2021年，僅特斯拉一家就賣出了93.6萬臺電動車。至于氫能源車，全球加起來也比不上特斯拉銷量的零頭。
2020年全球共售出氫能源汽車9006臺，其中美國937臺、中國1177臺、韓國5823臺。中國汽車工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2016年至2020年，國內五年累計銷量僅為7100臺。
這次北京冬奧會運行的超過1000輛氫能源汽車，也僅僅是示范試點而已。
這么多年下來，氫能源車的發(fā)展猶如龜速般緩慢。當年押寶氫能源路線的公司，現(xiàn)在紛紛逃離。
2020年4月23日，戴姆勒旗下的梅賽德斯-奔馳宣布終止開發(fā)氫燃料電池乘用車的計劃，并將停止生產唯一的燃料電池車型GLC F-CELL。2021年6月，上汽集團發(fā)布公告決定終止燃料電池汽車前瞻技術項目的研發(fā)。
上世紀70年代，日本就已經押寶氫能源。然而，日本車企巨頭本田的新任CEO三部敏宏（Toshiro Mibe）自己打起了退堂鼓：本田在10年前已確定氫燃料技術不會成為主流。
德清動力創(chuàng)始人兼總工程師陳啟忠告訴深途：“氫能源汽車發(fā)展的最大難題在于高成本——全生命周期的成本。”
電動車當年也很貴，尤其是占據(jù)成本40%的鋰電池價格居高不下。但是隨著大規(guī)模的量產，分攤了高昂的研發(fā)成本和生產成本。電動車的成本逐漸下降。
但是氫能源車不同。氫氣并不單獨存在于這個世界，它需要制氫、運氫、儲氫、加氫四個過程，每個環(huán)節(jié)的成本都不低。
氫氣的價格太高，當前售價約為60-80元/kg。以10.5米級氫燃料電池客車為例，氫氣價格如果是60元/kg ，一個氫燃料電池客車平均每年至少花費30.2萬元在購買使用氫氣上。
氫氣屬性活躍，運送、儲存氫氣同樣是個難題。國內主要是用氣態(tài)的方式來儲存和運輸氫氣。這種方式成本較低，但即便如此運輸成本也高達10元/100km。而且在運輸環(huán)節(jié)，40噸重的長管拖車大約只能運輸400kg的氫氣，效率極低。
加氫站等基礎設施配套也還很不完善。在2021年底，英國只有12個加氫站，遠遠低于加油站和公共充電點的數(shù)量。中國汽車工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示，截至2020年底，國內累計建成加氫站剛超過110座。
不算上氫，一輛氫能源車的造價同樣昂貴。和電動車一樣，氫能源車的核心結構是氫燃料電池系統(tǒng)。這一系統(tǒng)主要分為四個部分：電堆、供氫系統(tǒng)、空氣系統(tǒng)和熱管理系統(tǒng)。其中電堆成本最高。
在燃料電池堆中，需要靠鉑作為催化劑——沒錯就是比黃金更稀有的鉑金。添加這么一個貴金屬，想不貴都難。目前，每千瓦電堆的售價為：石墨板二千元左右，金屬板三千元左右。
“燃料電池成本較高導致氫能源車的購車成本較高?！?陳啟忠說。
2020年12月，豐田宣布第二代Mirai正式上市，最低售價為570萬日元（約合人民幣35.71萬元）。
“資金投入不足也是限制產業(yè)發(fā)展的另一個客觀原因?！?陳啟忠補充道。新一代能源車發(fā)展有兩個方向，一個是鋰電池電動車方向，一個是氫能源汽車方向。但很少有主機廠選擇兩條腿走路，畢竟每一個技術路線都非常燒錢。而目前，只有少數(shù)的主機廠選擇了繼續(xù)研發(fā)氫能源。
啥時候能開上氫能源車？
那人們還有機會買到一輛超長續(xù)航、零排放的氫能源車嗎？
夠嗆。
大眾汽車集團CEO赫伯特·迪斯直接否定了氫能源乘用車：“你們不會看到任何氫能源的乘用車，在大規(guī)模市場中應用氫燃料電池技術的想法太過樂觀了，10年內都不可能，因為這背后的物理學邏輯不合理?！?/p>
這倒不是因為迪斯吃不到葡萄說葡萄酸，相反，迪斯看的很明白。
前面提到的，制氫、儲氫、運氫、加氫以及電池成本，每一環(huán)節(jié)都是阻攔在量產前面的一座大山。
更關鍵是，電動車市場已經爆發(fā)，氫能源車快馬加鞭也很難趕上。
清華大學教授歐陽明高曾發(fā)文指出：“燃料電池轎車，要想與純電動轎車競爭是不太可能的?，F(xiàn)在純電動轎車市場已經爆發(fā)，中長期看也不太可能改變?yōu)闅淙剂?。但是局部市場是有的，比如現(xiàn)在有性能很好的燃料電池轎車，今后5年賣出1萬輛是可能的，畢竟燃料電池轎車的粉絲不少。”
“所以，行業(yè)的共識是，氫能源更適宜長途運輸場景，而電動車更適宜城市配送、城市巴士、區(qū)域運輸?！标悊⒅抑赋?。
畢竟純電動汽車的續(xù)航里程有限，電池組重量太大，充電時間太長。但是氫能源沒有續(xù)航里程限制，而且補能時間短，天然適合長途運輸。
比如重卡，其路線相對固定，以高速公路為主。那么人們只需要在固定路線上建設幾個加氫站就可以了，沒必要類似電動車一樣把加氫站全國范圍內鋪開。在加氫站上的投入要遠小于乘用車，成本也會降低不少。
但要真的實現(xiàn)以氫能源為動力的卡車、長途汽車在路上跑，還是有很長的一段路要求。
陳啟忠給出了兩個方案：第一，降低氫氣成本，這個需要等待一段時間，約5-10年。第二，改進“燃料電池”技術。比如，拓寬燃料適應性，燃料電池除了用氫氣作為燃料以外，技術上應該允許直接使用天燃氣、煤氣等其他燃料，避開氫氣價格居高不下的影響。除此之外提高產品額定功率，提高燃料效率。
“燃料電池技術指標的提升或改進，可以讓燃料電池技術大規(guī)模商業(yè)化應用?！标悊⒅铱偨Y道。
再回頭看最初的那個問題，氫能源車能叫板電動車嗎？
從世界范圍來看，鋰電池已經占據(jù)了主流，氫能源車很難成為“下一個電動車”。但氫能源確實是風口，只不過這股風吹向了商用車。更形象一點說，它們都是從“減少碳排放”這個站點出發(fā)，如今行駛在不同軌道上，電動車這條技術路線跑得更快，但是氫能源也漸漸找到了自己的節(jié)奏和玩法。