氢能源燃料电池车型亮相冬奥

电动化的赛道氢能源能跑多快？

其实，回望好几年之前，氢燃料电池汽车就已经被日系厂商拿出来“吹了一波又一波”。尤其是很早就在布局氢燃料电池汽车的丰田，除了此次在北京冬奥会上大放异彩之外，更是在2020年的时候就打造出了第二代MIRAI氢燃料电池汽车。我们不禁思考：氢燃料电池，究竟有怎样的魔力？以至于成为了新能源汽车领域的全新增长极。

首先

来看看氢燃料电池是何方神圣？

1766年，英国科学家卡文迪什发现用铁、锌等物质与稀硫酸、稀盐酸作用，可以制得一种“易燃气体”；随后，他又用普利斯特里发明的排水集气法把它收集起来，进行研究。他发现这种气体与空气混合后点燃会发生爆炸，与氧气化合后会生成水，这种气体，便是氢气。

能燃烧、会爆炸的气体，并且在爆炸后还只会产生水的氢气，不正是“人类优质燃料”嘛？

只不过，由于曾经的发动机技术跟不上，人们只能利用汽油、柴油推动内燃机；在20世纪中前期，氢气只能用来为“兴登堡号飞艇”提供浮力……然后还发生了著名的“兴登堡号空难”。

随着技术的发展，研究者发现：氢气除了可以通过燃烧产生能量之外，还能通过氧化还原反应提供电能。而电能，也可以推动汽车！于是，“用氢发电”的燃料电池，登上了历史舞台。

简单来说，氢燃料电池，就是通过“铂”金属与“镍”金属作为电催化剂，让氢与氧发生氧化还原反应，从而“制造出电流”，并且实现电能的存储或者用以驱动电力设备。

人类对于氢燃料电池的实际应用，可以追溯到美国在上世纪六十年代开展的探月计划中。在阿波罗计划中，氢燃料电池登上飞船，成为了备用电源，为人类登陆月球起到了重要作用；参与阿波罗计划的通用汽车，则把燃料电池技术首次应用在汽车行业，并且推出了全球第一款燃料电池汽车——Electrovan。

这台由燃料电池提供动力的“新能源车”，采用了32个串联薄电极燃料电池模块组成，持续输出功率为32千瓦，峰值功率为160千瓦，完美诠释了燃料电池技术的可行性潜力。

在此之后，各大汽车厂商也展开了对燃料电池汽车的研究，当然，这也是对新能源探索的另一条路。

电动与氢能

究竟谁会最终被市场选择？

目前，化石能源被可持续、低污染的新能源替代已经成为了趋势。而在新能源中，目前我们可以大致分为外界电源充电式纯电动车（也就是目前主流的电动汽车），以及氢能源燃料电池汽车。那么，从实际的运用层面来看，它们都有怎样的优缺点呢？

首先，我们来聊聊电动汽车的优缺点问题。

通过大容量电池，实现纯电驱动或者混合驱动，这的确不失为一种快速且有效的“能源切换方式”。传动的电池+电驱模式，对车企和相关供应商的技术要求并不高。世界一线厂商可以造，十八线小厂商甚至是老头乐厂商也可以造。

而且，现在的电池技术也日趋成熟，其车辆的制造成本也不再像以前那么高。

举个例子，电池容量为60kWh的特斯拉Model 3，在国内的售价可控制在28万元以内；电池容量为69.9kWh的广汽埃安AION S Plus可以把售价控制在17万元出头。随着电池+电驱系统的成本日益降低，纯电动或混动车型的售价逐渐能够被普通消费者所接受。

当然，这种传统电驱技术也存在一定的弊端。从用户角度出发，车辆续航、冬季掉电快、充电时间长等问题至今没有得到妥善解决，这样让大部分电动车都只是“城市车型”。从环保的角度出发，目前我们主流的发电形式仍然是火力发电，相当于把污染进行了“转嫁”。

其次，我们再来聊聊氢能源燃料电池在目前的优缺点。

首先，氢燃料电池的优点在于可靠性强、能量补充形式更加方便。首先，关于可靠性的问题。我们可以把氢燃料电池理解为“混动车”：在车辆需要电的时候，就通过氧化还原反应进行发电，做到随充随用，绕开了电池在冬季掉电快的问题。

而且氢气在氧化还原反应中，由于并没有进行燃烧，所以热损失更小，其发电效率可达60%以上，也就是说：相比于发电效率只有40-50%的燃油机混动系统，氢燃料电池更加高效。

回到续航和能量补充速度方面，氢燃料的热值，比传统的燃油高了三倍左右（能量密度更高）。搭配超高发电效率，小小的一瓶氢气，足以支撑一台2吨左右的乘用车实现750km甚至更高的续航。而且在补氢站中，加注燃料的时间往往只需要三分钟左右，和普通的燃油加注时间差不多。

不过，从目前的技术条件来看，氢燃料电池也存在不少的弊端。最大的问题，在于全产业链的制造成本居高不下。

举个例子：现代汽车在2013年实现了了ix35 FCV（氢燃料电池车）的量产。但由于在制造氢燃料电池的时候，其催化装置需要用到大量贵金属，再加上昂贵的渗透膜，现代ix35 FCV车型的售价超出了同级别燃油车的数倍之多。在北美，iX35 FCV的价格甚至比宝马528i还要贵上不少。

另外一个问题，就在于氢气的制备方面。

和电力一样，氢气在终端应用过程中虽然环保无污染，但是在制备的过程中，分为“灰氢、蓝氢、绿氢”三种方式。

其中，灰氢是通过化石燃料燃烧产生氢气，污染最大；蓝氢是增加了碳捕捉、碳封存技术，本质仍然是化石燃料燃烧产生氢气，污染相对较小；绿氢则是通过光伏、风能等可再生能源方式进行电解水制氢，全程零碳。

要想实现真正全产业链的零污染，就需要用到最后一种电解水方式制氢。而这一制氢方式的成本并不低，而且产量低。据相关数据显示：2021年我国氢能产量已经突破3000万吨，但绿氢产能很低，年产能只有10万-20万吨，无法满足广泛的车辆用氢需求。而这，也直接导致了全球汽车氢气加注站数量偏低。

所以，无论是从氢燃料电池汽车的成本出发，还是从能源保障方面出发，目前的氢能源都不是十分成熟。没有完善的配套产业链，也让丰田、大众、上汽乘用车等厂商对于氢能源并不是太看好，甚至部分厂商已经撤出了氢能源赛道。

道阻且长

但终能拨云见日

如果我们把视线拉回到电动车的发展历史中，我们不难发现：在上个世纪中后期，通用汽车便开发出了首台纯电动汽车。当时，纯电动汽车同样面临着今天氢燃料电池汽车的困境，以至于在十多年的时间里没有进展。但幸运的是，在如今，电动车正在突破各种瓶颈，走向千家万户。

用发展的思维看待问题，氢燃料电池汽车所面临的问题，在未来或许就不再是问题了。相信随着研究的深入，各大汽车厂商和能源企业，有能力像解决电动汽车当时所遇到的问题一样，解决氢能源燃料电池汽车现有的问题。

抛开长远的希冀不谈，其实在此次北京冬奥会中，也为我们展现出了未来氢燃料电池汽车广泛应用的正确方式：那就是纯电动车型与氢燃料电池车型相依相存，作为互补品而非替代品存在。

在此次冬奥会中，首次提出了“平原用电，山地用氢”的解决方案。在城市等平原地区，电力充足、路程较近，传统的纯电动汽车足以满足用车需求；而在山地或者长途场景时，续航更长、补能更便利的氢燃料电池汽车，就能很好地解决纯电动汽车的痛点问题。

在未来，这很有可能成为最终的解决方案。

除了对未来的设想之外，全球各大车企以及相关政策制定部门，也在近年来绘制了一幅幅关于氢能源的蓝图。

今年的北京冬奥会，丰田汽车提供了140辆Mirai和105辆柯斯达氢燃料电池汽车；宇通客车、吉利星际客车以及上汽乘用车也带来了自己的氢燃料电池汽车产品。

从各大厂商的规划来看，也都在加紧氢燃料电池汽车以及相关技术的布局和落地。

除了以上提到的厂商外，近年来，长城汽车旗下的沙龙智行提出了“纯电+氢能”的技术路线；广汽集团首款氢燃料电池汽车Aion LX Fuel Cell，也已正式亮相并投入示范运营；一汽集团、广汽集团、东风公司等联合丰田汽车成立燃料电池合资公司，专注于氢燃料电池在华的商用化发展；长安CS75氢燃料版、红旗H5氢燃料电池版以及上汽旗下的氢燃料电池汽车也纷纷公开亮相……

经过各大车企的一系列措施，毫无疑问，氢能源汽车正在向商业化的发展目标进一步出发。特别是在冬奥会的示范应用影响之下，2022年，很有可能是氢燃料电池汽车产业全面开启的元年。

结语

随着传统化石能源的日渐式微，新能源终于登上了全新的舞台。不过，新能源并不局限于电力一种，氢能源、生物燃料等等，都将成为“新能源”中的全新增长极。

在2022年北京冬奥会上，我们看见了氢燃料电池的全新打开方式。虽然这种能源形式目前仍有不少弊端，但我们有理由相信，随着研发能力的提升和技术改造升级，在不久之后，我们的出行体验将变得日趋完善。