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冬奧走紅的氫能源車，你開不起
北京市區的車主張鵬，還在為自家的電動車發愁，“一到冬天就瘋狂掉電，我得滿世界找充電樁。”
74公裡外的延慶海坨山區，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範。
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裡，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，山上的溫度低於零下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”戰士的氫能源車，怎麼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裡程焦慮的車嗎？
01 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。
足夠環保。每公斤汽油，燃燒以後產生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，續航裡程很容易達到甚至超過現有燃油汽車。北美市場銷售的豐田Mirai新車型，在海外測試中的實測續航裡程達到了1003公裡。
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。
為了實現這一終極形式，歐洲的車企20年前就開始佈局氫燃料電池，日韓兩國今天還在埋頭研發。
學過化學的朋友都知道，氫和氧發生化學反應，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生電化學反應產生電能驅動。
總結來說，相比於純電車，氫能車續航長、加氫快，沒有裡程焦慮；相比於燃油車來說，氫能源車足夠清潔環保。
02 光環背後的缺陷
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93.6萬台電動車。至於氫能源車，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台，其中美國937台、中國1177台、韓國5823台。中國汽車工業協會統計數據顯示，2016年至2020年，國內五年累計銷量僅為7100台。
這次北京冬奧會運行的超過1000輛氫能源汽車，也僅僅是示範試點而已。
這麼多年下來，氫能源車的發展猶如龜速般緩慢。當年押寶氫能源路線的公司，現在紛紛逃離。
2020年4月23日，戴姆勒旗下的梅賽德斯-奔馳宣佈終止開發氫燃料電池乘用車的計劃，並將停止生產唯一的燃料電池車型GLC F-CELL。2021年6月，上汽集團發布公告決定終止燃料電池汽車前瞻技術項目的研發。
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。
德清動力創始人兼總工程師陳啟忠告訴深途：“氫能源汽車發展的最大難題在於高成本——全生命週期的成本。”
電動車當年也很貴，尤其是佔據成本40%的鋰電池價格居高不下。但是隨著大規模的量產，分攤了高昂的研發成本和生產成本。電動車的成本逐漸下降。
來源 / pexels
但是氫能源車不同。氫氣並不單獨存在於這個世界，它需要制氫、運氫、儲氫、加氫四個過程，每個環節的成本都不低。
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。而且在運輸環節，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，遠遠低於加油站和公共充電點的數量。中國汽車工業協會數據顯示，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。這一系統主要分為四個部分：電堆、供氫系統、空氣系統和熱管理系統。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。添加這麼一個貴金屬，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，豐田宣佈第二代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發展的另一個客觀原因。” 陳啟忠補充道。新一代能源車發展有兩個方向，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，只有少數的主機廠選擇了繼續研發氫能源。
03 啥時候能開上氫能源車？
那人們還有機會買到一輛超長續航、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，因為這背後的物理學邏輯不合理。”
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，每一環節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，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。現在純電動轎車市場已經爆發，中長期看也不太可能改變為氫燃料。但是局部市場是有的，比如現在有性能很好的燃料電池轎車，今後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、區域運輸。”陳啟忠指出。
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畢竟純電動汽車的續航裡程有限，電池組重量太大，充電時間太長。但是氫能源沒有續航裡程限制，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。那麼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於乘用車，成本也會降低不少。
但要真的實現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模商業化應用。”陳啟忠總結道。
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，鋰電池已經佔據了主流，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，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奏和玩法。
本文來自微信公眾號“深途”（ID:shentucar），作者：周繼鳳，編輯：黎明，36氪經授權發布。
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