氢燃料电池汽车，凭什么这么火？

当下我们浏览新能源汽车资讯时，出现最频繁的内容不是特斯拉就是小鹏，不是小鹏就是蔚来，不是割韭菜就是哪台车突然着火，今天曝这家公司破产又是那家公司在破产路上......反之，氢燃料电池车（FCEV）局长几乎没在头条版面看见过一次。

然而在学术界上对FCEV却有非常高的评价，甚至冠有“行业颠覆者”的称号。

然而现实中FCEV的存在感与“颠覆者”这一称号是高度不相称的，这不得不让我们思考背后的原因。下面，局长跟大家一起聊聊，FCEV究竟是个什么鬼？

历史上第一块燃料电池由William Grove爵士在1838年打造，当时的原始燃料电池就跟如今的磷酸燃料电池类似。

一百年后，英国工程师Francis Thomas Bacon发明了功率为5KW的碱性燃料电池，也叫培根燃料电池。

(图：Francis Thomas Bacon)

后来在1955年，通用电汽研究员W. Thomas Grubb进一步设计以磺化聚苯乙烯离子交换膜作电解质，改革了原始燃料电池。三年后，通用电气的另一位化学研究员Leonard Niedrach，发现铂是氢气进行氧化反应和氧气进行还原反应必需的催化剂，于是想出了将铂沉积在膜上面，这就是现代氢燃料电池的开端。

（图：通用汽车Electrovan）

在1966年，第一台燃料电池汽车终于面世，这就是通用汽车的Electrovan。它的持续功率输出为32KW，峰值功率为160KW，最大续航为250Km，重量达到3.2吨。

但说到第一台大规模量产的FCEV，就要等到2014年末丰田推出的Mirai。 

（图：丰田Mirai）

从第一台试验性质车辆到量产车型，人们花了差不多50年的时间，从侧面看出，掌握这项技术并不容易。

在纸面上，FCEV的技术理论是完美的。

燃料电池是一种通过氧或其他氧化剂进行氧化还原反应的过程，把燃料中的化学能转换成电能的发电装置，因此氢是这种电池的主要燃料。

（图：氢燃料电池工作原理）

大家都知道氢在大自然中是无处不在的，因此理论上是取之不尽用之不竭的。再者就是氢本身的特性，具有很高的能量密度，这也让这种技术有无与伦比的续航里程。

（图：氢气能量密度）

而反观纯电动车（BEV），目前锂电池发展已经要接近物理化学极限了，要想在里程上有所突破，必须要有革命性的技术突破才行。

而且BEV的电池效率受温度影响大，FCEV则不受这个问题的困扰。

当然BEV最被人诟病的问题，无疑是充电时间了。在这个问题上，FCEV完胜，只需要插上加氢枪，等待两三分钟就完事了，跟普通燃油车一样。

当然仍有不少人是谈“氢”色变的，皆因1937年的那起兴登堡事件，以及那威力巨大的热核氢弹爆炸。。。依旧历历在目！

不过安全方面，小伙伴们大可放心，现在的氢燃料储存罐已经安全的很！

以Mirai的70Mpa储氢罐为例。

碳纤维罐壁可承受内部70Mpa高压，外部想挤破它至少要140Mpa。车辆在公路正常行驶，即使重型卡车撞击也无法产生这种超高挤压力。另外由于氢气的逃逸速度很高，发生泄露的情况下会瞬间逃逸至空气中。相比之下，由于液化天然气LNG和高压天然气CNG较重，泄露后沉积在现场更易爆炸燃烧。

可能有小伙伴不服说：“制氢过程要用好多电啊！而且锂电池效率至少比燃料电池高很多吧！”

这位童鞋放心好了！因为在这之前已经有砖家做过全生命周期排放量的实验。什么是全生命周期？说白了就是从电池制造，发电，整车制造再到最终实现在马路上跑所排放的二氧化碳总量。这虽然是2015年的数据，但也印证了FCEV是非常环保的。

当然，纸面上数据杠杠的，但实际又是另一回事了。

目前主要制约FCEV发展的还是基础设施的建设，首先是体现在加氢站的不足。局长觉得这种现象跟目前的“大趋势”有关系。

现阶段世界主要汽车厂商除了丰田，基本都是转投BEV阵营的。由于市场上BEV的数量多，FCEV车型也就两三款，这样的局面也就让投资者，政府等利益相关者更加愿意投资充电站建设，从而制约着加氢站的发展。

这倒也能理解，试问谁会愿意给一年销量只有一万台左右的FCEV汽车而大动干戈建造加氢站呢？

再者就是上游产业链的发展落后。

是啊，氢是到处都有，但能不能把它有效提取出来是一个大难题。这就跟硅一样，没有良好的加工，就是一堆沙子。

由于FCEV市场尚未成熟，导致制氢、储氢、输氢整条产业链所吸引的资金相当不足，一旦这条链子断了，FCEV就无从谈起了。

以上的一切，直接推动了FCEV使用成本的上升。以FCEV现代Nexo为例，现在每百公里的成本大概要11.40英镑，而BEV的现代Kona仅需要2.79英镑。

                                               （图：现代Nexo）

氢燃料电池作为一种新技术，没有政策的支持，是很难走下去的。特别是基础设施的建设。尽管目前各个国家都说在大力建设加氢站，直到现在，全世界的加氢站总数也只不过是500个左右。

还有局长之前说到全生命周期排放，FCEV是具有相当的优势的。如果国家政策是以这个指标作为补贴的标准，是不是能够推动FCEV的销售呢？同时，改变原来主要为汽车使用氢的尴尬局面，扩大各工业部门的氢使用量，壮大整个制氢行业，只有这样才能够有一个持续稳定的发展。

                                      （图：川崎重工的氢气发电厂）

在这里我们还要大力肯定氢燃料电池技术在近几年取得的巨大进步。

比如实现质子离子分离的质极膜中铂的使用量的大大减少，这样整车成本的下降有极大的帮助。还有电堆的效率也有了显著的增加，虽然跟锂电池还有一定差距。

同时咱中国作为汽车大国，在这方面肯定不会落后的。在最近一两年，我国在氢燃料电池技术方面得到了飞速的发展。但不得不承认的是，我国目前还与FCEV领域领头羊的美日韩三国存在一定的差距。诸如电池所需的催化剂、质极膜、密封材料以及双极板生产工艺都要远落后于国际水平，自主化程度也很低。

（图：质极膜）

为弥补差距，我们也看到丰田与比亚迪的合作计划，以及潍柴收购了世界领先的燃料电池供应商Ballard Power Systems。而且目前国家也在积极改变补贴政策，大力修建加氢站，年底力争到100座。这一切大家都是有目共睹的。

当然，要孵化一个良好的氢燃料电池产业，切忌用力过猛！不然就会重蹈BEV产业的覆彻。

几年前，那场轰轰烈烈的电动车补贴“盛宴”，把一众牛鬼蛇神都引出来了。掀起了一场全民造车的浪潮。但你说造好车就算，但实际出来都是什么玩意儿，特别是那个赛麟，拿了几十亿造了几台“老头乐”？这不是极大地浪费了社会资源吗？

                                        （ 图：赛麟迈迈）

补贴这个问题，一直强调来，强调去，但仍然不可避免地出现骗补现象。还记得那青年汽车吗？没错，就是“水氢发动机”。。。不过幸好这个行业技术门槛还是挺高的，不是阿猫阿狗随便找个投资人找个代工厂就能弄的起来，因此“全民造车”的狂欢应该不会在FCEV领域发生。

因此，万事都要退一步去想，由于目前技术与基础设施的限制，我们应该以商用车为主要发展对象。比如市内物流，公交车，城郊客车。等时机成熟后，再慢慢向民用车进行扩散。为了响应国家的号召，很多城市都慢慢向FCEV公交车转移了，现在全国已经有22个城市实行这种新技术，投入运营的公交车超过800辆，虽然不多，但我们知道，星星之火可以燎原。

最后，局长认为，要解决全球气候变暖问题，从来就不是说仅靠某种单一的技术就可以解决的，比如说只靠FCEV，或者说只靠BEV。特别是对于中国那么偌大的一个国家，我们所需要的是多元化，我们既要BEV，又要FCEV，还要内燃机。