近日，日本汽車制造商本田和美國(guó)通用汽車宣布，將合作生產(chǎn)氫動(dòng)力燃料電池車的新一代系統(tǒng)。

    兩家公司將折半出資在美國(guó)成立生產(chǎn)子公司，力爭(zhēng)2020年左右開始投入量產(chǎn)。計(jì)劃通過(guò)合作減少較高的生產(chǎn)成本這一燃料電池車的難題，在環(huán)保車領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)中保持優(yōu)勢(shì)。

    據(jù)日本共同社稱，兩家公司自2013年起持續(xù)推進(jìn)燃料電池系統(tǒng)的共同開發(fā)。計(jì)劃量產(chǎn)的產(chǎn)品為燃料電池及其周邊機(jī)器，爭(zhēng)取進(jìn)一步小型化，分別配置到兩家公司2020年后生產(chǎn)的燃料電池車上。兩家公司分別出資4250萬(wàn)美元(約合人民幣2.9億元)成立的生產(chǎn)子公司設(shè)于通用位于美國(guó)密歇根州的工廠內(nèi)。社長(zhǎng)與副社長(zhǎng)采取兩年輪換制，最初由通用派出社長(zhǎng)，本田派出副社長(zhǎng)。生產(chǎn)子公司預(yù)計(jì)新增約100名雇員。

    燃料電池汽車也可以算作電動(dòng)汽車，但你可以在五分鐘內(nèi)給電池灌滿燃料，而不是等上幾個(gè)小時(shí)來(lái)充滿電。豐田汽車在2014年發(fā)售了“MIRAI”。本田則在去年發(fā)售了“CLARITY FUEL CELL”。目前，MIRAI和CLARITY在日本與歐美的銷售數(shù)量分別停留在2500輛左右和100輛左右。

    燃料電池汽車是什么？

    燃料電池汽車也是電動(dòng)汽車，只不過(guò)“電池”是氫氧混合燃料電池。和普通化學(xué)電池相比，燃料電池可以補(bǔ)充燃料，通常是補(bǔ)充氫氣。一些燃料電池能使用甲烷和汽油作為燃料，但通常是限制在電廠和叉車等工業(yè)領(lǐng)域使用。

    和普通電池一樣，燃料電池由陽(yáng)極、陰極和電解質(zhì)組成。大部分燃料電池汽車如 Mirai 或本田的 FCX Clarity 使用聚合物交換膜燃料電池(PEMFC)。在這一系統(tǒng)中，氫氣受壓通過(guò)鉑催化劑，分解成兩個(gè)氫離子和兩個(gè)電子。這些電子會(huì)驅(qū)動(dòng)汽車的電動(dòng)機(jī)，而氫離子會(huì)和氧氣結(jié)合成水，以蒸汽“廢氣”的形式排出。通過(guò)將這些電池堆疊在一起，就能為汽車提供足夠電力。

    氫氣來(lái)自哪里？

    如果你想要一輛百分百環(huán)保的燃料電池汽車，就必須以不造成污染的方式來(lái)制造氫氣。這可不容易，目前最好的方法是通過(guò)電解水來(lái)制造氫氣，即用電將水分解成氧氣和氫氣。目前最好的電解水系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)化率只有 80%，并不怎么高效。

    甲烷轉(zhuǎn)化更劃算，但卻會(huì)造成污染。蒸汽需要加熱到 700 到 1000 攝氏度，然后與甲烷結(jié)合生成氫氣和一氧化碳，以及少量二氧化碳。得益于水力壓裂法生產(chǎn)的大量天然氣，美國(guó)有 95% 的氫氣通過(guò)這種方法來(lái)制造。

    如何購(gòu)買氫氣？

    電動(dòng)汽車已經(jīng)在道路上建立了充電基礎(chǔ)設(shè)施，但氫氣銷售點(diǎn)卻很少，相隔距離也很遠(yuǎn)。這部分是由于缺少需求，還有就是建造成本高昂。普通的電動(dòng)汽車充電站只需花數(shù)十萬(wàn)美元來(lái)建造，特斯拉的超級(jí)充電站建造成本高達(dá) 30 萬(wàn)美元。但建造一個(gè)氫氣燃料站需要花費(fèi) 100 萬(wàn)至 200 萬(wàn)美元，因?yàn)樾枰鉀Q處理液態(tài)氫氣的問(wèn)題。

    為什么這么貴？根據(jù) Autoblog Green 披露的細(xì)節(jié)，氫氣燃料站的主燃料箱以至少負(fù) 250 攝氏度的溫度存儲(chǔ)著近 1 萬(wàn)加侖液態(tài)氫氣。和天然氣或柴油不同，液態(tài)氫氣保存在地面上的一個(gè)特別區(qū)域，與泵分離。然后液態(tài)氫氣會(huì)在汽化塔內(nèi)轉(zhuǎn)化成氣體，然后加壓傳輸給更小的儲(chǔ)罐來(lái)銷售。

    燃料電池汽車相比電動(dòng)汽車的主要優(yōu)勢(shì)就是方便。氫氣燃料電池汽車只需 3 到 5 分鐘就能充滿長(zhǎng)途行駛所需的氣量，而 Tesla Model S 至少需要 20 分鐘才能充滿電，但行駛的距離還不到氫氣燃料電池汽車的一半。這讓燃料電池汽車更方便日常使用，汽車制造商們據(jù)此認(rèn)為，希望尋找更環(huán)保汽車的消費(fèi)者也許會(huì)認(rèn)為燃料電池汽車要比電動(dòng)汽車更實(shí)用。

    至于性能和環(huán)保性方面，燃料電池汽車使用和電動(dòng)汽車一樣的電動(dòng)馬達(dá)，性能表現(xiàn)差不多。豐田 Mirai 百公里加速時(shí)間大約為 10 秒，能行駛 434 英里。燃料電池也更適合皮卡和 SUV，目前的鋰電池沒法滿足這些車型的需要。鋰電池也要比燃料電池組/氫氣箱重得多。

    但你是否就該為只排放水的燃料電池汽車感到驕傲呢？悲哀的是，答案是不。

    燃料電池汽車的問(wèn)題？

    燃料電池汽車的主要問(wèn)題是，制造驅(qū)動(dòng)它們的氫氣燃料要消耗比普通電動(dòng)汽車更多的能源。污染也是個(gè)很嚴(yán)重的問(wèn)題。

    燃料電池汽車的售價(jià)和維護(hù)費(fèi)用要比電動(dòng)汽車貴

    豐田表示，全新 Mirai 售價(jià) 5.75 萬(wàn)美元，聯(lián)邦和州政府補(bǔ)貼后的價(jià)格可低至 4.5 萬(wàn)美元。這比特斯拉要便宜不少，但日產(chǎn) Leaf 的售價(jià)差不多是 3 萬(wàn)美元，補(bǔ)貼后的價(jià)格約為 2 萬(wàn)美元。如上文所述，給燃料電池汽車補(bǔ)充的氫氣價(jià)格約為3 美元GGE，美國(guó)能源部估計(jì)給一輛車加滿氣需要花約 50 美元(豐田的免費(fèi)燃料不算在內(nèi))。這意味著，一輛燃料電池汽車的維護(hù)成本是普銳斯混合動(dòng)力汽車的兩倍，是電動(dòng)汽車的四倍。的確，這一成本會(huì)隨時(shí)間推移降低，但電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車也一樣。

    制造和使用綠色氫氣的費(fèi)用更高

    除了甲烷轉(zhuǎn)化，獲得綠色氫氣的唯一可行的方式是通過(guò)電解。但坦白講，這一過(guò)程中消耗的電可以更好地用在普通電動(dòng)汽車上。正如上面的圖表所示，相比起氫氣燃料電池汽車，電動(dòng)汽車能更好地利用電力。至少這就是燃料電池技術(shù)的現(xiàn)狀。

    甲烷轉(zhuǎn)化得到的氫氣和汽油一樣糟

    好吧，假設(shè)你使用的氫氣來(lái)自于甲烷轉(zhuǎn)化。這至少要比燃燒天然氣或柴油好，對(duì)吧？并不完全如此。福特最近表示，相對(duì)于燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)，燃料電池汽車“對(duì)環(huán)境的好處有限”。而且可能要更糟一些，因?yàn)樽罱难芯匡@示，甲烷基礎(chǔ)設(shè)施的泄露情況比原先想象的還糟糕(最高達(dá) 7%)，而作為溫室氣體，甲烷的溫室效應(yīng)是二氧化碳的 86 倍。

    補(bǔ)充氫氣燃料的基礎(chǔ)設(shè)施造價(jià)高昂

    正如上文所述，氫氣具有爆炸性，很難處理。輸電就相當(dāng)簡(jiǎn)單，每個(gè)房子都有電。但氫氣燃料電池汽車需要對(duì)制造和運(yùn)送環(huán)節(jié)投入巨資，每一個(gè)環(huán)節(jié)又會(huì)增加成本、復(fù)雜性和污染。

    這一切是不是說(shuō)明氫氣燃料電池汽車沒戲了呢？

    從這些標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看，相對(duì)于環(huán)保省錢的電動(dòng)汽車，氫氣燃料電池汽車根本沒法比。但在消費(fèi)者的心中，“實(shí)用”也很重要，燃料電池汽車加滿燃料的速度更快，行駛的距離更遠(yuǎn)。而且，氫燃料電池汽車還處于早期階段，充電式電動(dòng)汽車在 10 年前也存在似乎無(wú)法克服的問(wèn)題，而如今我們已經(jīng)幾乎天天都能在道路上見到它們。

    或許氫燃料電池汽車的對(duì)手并不是電動(dòng)車，它們倆的共同任務(wù)，是在未來(lái)一起消滅掉化石燃料汽車。