燃料电池汽车（FCV）曾一度被称为“终极环保车”。但是，燃料电池汽车的普及需要建立加氢站网络以提供氢燃料，因此普及难度仍然很高。另外，由于氢燃料的制造需要化石燃料，人们对其环保的真实性也持怀疑态度。如果能够解决这些问题，作为环保汽车，FCV将有可能取代电动汽车（EV）。为抢占先机，FCV相关的新兴企业先后涌现，汽车龙头企业也开始关注FCV的未来发展。

美国尼古拉汽车公司的燃料电池卡车（卡车的车头部分）

交通是引起气候变化的重要因素。据统计，在美国，交通运输部门的温室气体排放量占温室气体总排放量的30%左右，而在世界范围内，这一数值为14%。对此，电动汽车被认为是实现交通运输部门脱碳化的关键，但其尚未在世界范围内普及。

这主要是因为消费者对纯电动汽车的选择依旧保持谨慎的态度。一次充电的续航里程短、充电设备的不足、大多数电动汽车充电时间长、锂电池的使用寿命有限等等，都是制约电动汽车普及的因素。针对这种情况，FCV有望成为电动汽车的代替方案。FCV具有储氢罐，在行驶时，储氢罐中的氢气与大气中的氧气进行化学反应，产生电能以驱动电动机，而且此反应过程中只排放水蒸气，因此FCV是不排放温室气体的“零排放汽车”。虽然燃料电池技术尚未步入正轨，但如CB Insights数据所示，最近几个月，人们对该技术的兴趣有再次增长的迹象。

有关氢的话题在增加。

新闻中提到“燃料电池”和“氢”的次数。

■燃料电池发展势头迅猛

韩国的现代汽车集团，美国的发动机制造商康明斯公司以及法国的汽车零部件企业佛吉亚公司等汽车龙头企业正致力于构筑未来的低碳事业，并在燃料电池技术上投入了大量资金。各国政府也都优先推动氢技术发展。特别是在亚洲，主要国家（中国、日本和韩国）已经制定了FCV的开发目标。现代汽车、本田以及丰田等大型汽车制造商进行的FCV开发被大量报道。根据最新报道，BMW、戴姆勒以及大众汽车等公司总部所在地——德国也将与欧洲和非洲签署合同以确保氢供应。该领域的新兴企业也开始受到关注。大型FCV的新兴企业——美国尼古拉汽车公司（Nikola Motor Company）于本月宣布，将与上市投资基金公司VectoIQ Acquisition Corp（特殊目的收购公司（SPAC））合并，并将在纳斯达克上市，其或将成为首家上市的重型燃料电池车企。

■为什么是燃料电池？

燃料电池通过压缩氢气与大气中的氧气发生化学反应来发电，并排出水蒸气。FCV使用燃料电池代替普通电池和超级电容器（蓄电器）或者作为其补充来驱动电动机。

氢燃料电池技术

来源：康明斯公司

虽然FCV本身不会排放废气，但若使用化石燃料制取燃料电池使用的氢气，就仍有可能排放温室气体。另外，随着人们对气候变化的担忧日益加剧，使用太阳能和风能等清洁能源制氢（绿色氢气）也越来越受到关注。而且，与现有EV的电池相比，燃料电池具有更多优势。最明显的一点就是，与大多数电池供电的纯电动汽车（BEV）相比，FCV经一次充电后可行驶的距离（续航距离）更长，同时充电时间大大缩短。现有的FCV车型的续航距离均超过300英里（约480公里），与传统的汽油和柴油车基本相同，但充电仅需几分钟。相反，BEV的平均续航距离不足200英里（约320公里），充电30分钟仅能行驶大约20小时。虽然如此，FCV也并非没有缺点。氢气的生产和运输成本高，氢燃料对于消费者而言相对昂贵。除此以外，与EV的充电基础设施相比，氢燃料供给的基础设施仍然非常有限。因此，各公司都在努力寻找新的手段以降低生产和运输成本。各国政府也纷纷设置燃料站以支持FCV的兴起。

■为什么是现在？

人们对氢燃料电池的兴趣再次增长的原因有很多。其中最大的原因是人们越来越担心气候变化和二氧化碳排放量的增加。由于BEV普及缓慢，FCV有可能成为新的汽油车替代品，并有助于降低气候变化的风险。氢燃料的生产和运输成本下降也是原因之一。另外，各大型公司还陆续发现更适合使用燃料电池技术的用途。

■绿色氢气的生产成为可能

氢气能够帮助众多行业实现脱碳化。但是，为了使燃料电池造福环境，制氢过程必须使用清洁能源，而不是石油和煤炭等。由太阳能和海上风能等可再生能源制得的氢气被称为“绿色氢气”。因其制取过程零排放，因此使用绿色氢气作为燃料同样不会排放温室气体。

可再生氢的循环

来源：海德鲁建筑公司

据国际可再生能源机构（IRENA）称，可再生能源在成本上逐渐能够与化石燃料相抗衡。随着可再生能源的发电成本降低，制取绿色氢气的成本有望进一步降低。

■有望用于商用车

由于加氢站的数量非常少，FCV乘用车尚未普及，其价格通常也高于BEV，并远远高于汽油车。作为燃料的氢气的价格仍然比汽油高，但是这种情况在未来几年可能会有所改变。卡车作为一种商用车，需要大型电池，所以通常很重且油耗高，与乘用车相比，更适合使用燃料电池。另外，商用车每天行驶路线大致相同，因此在基础设施配套方面也不像乘用车那样困难。正在开发燃料电池技术的汽车企业大多数都将主要精力放在商用车上。零部件龙头企业的德国博世集团正在与尼古拉合作开发氢燃料电池动力总成。现代汽车已在其开发的FCV卡车上安装了佛吉亚公司的储氢系统。另外，日本丰田和美国重型卡车制造商肯沃斯（Kenworth）正在研发短途使用的燃料电池重型卡车。尼古拉最近宣布，将与VectoIQ Acquisition Corp合并，以创建一家专注从事新一代智能运输的公司。尼古拉在六个月前刚刚通过D轮融资，从韩国的大财阀韩华集团（Hanwha Group）、德国博世集团、以及荷兰农业机械制造商CNH工业筹集了3.3亿美元。

■低成本的生产运输措施

各公司还致力于研究降低水电解成本的方法。将水分解以制造氢燃料的过程被称为电解。由现代汽车公司投资的以色列H2Pro公司正在开发一种水分解技术“E-TAC（电化学-热活化化学）”。E-TAC与电解类似，都是使用电力将水分解为氢气和氧气，但不是一次分解所有分子，而是逐步分解分子。与传统的电解相比，该方法每千瓦的制氢效率更高，并且氢和氧分别在不同相产生，降低了氢氧混合爆炸的风险。各新兴企业也在积极研究成本低且便捷的氢气运输方法。氢气易蒸发且极其易燃，因此必须在高压或低温下储存。由日本三菱商事公司投资的德国Hydrogenious公司（Hydrogenious LOHC Technologies）正致力于开发成本低且便捷的氢气运输技术。该公司提出一种名为“液态有机氢载体（LOHC）”的物质，其可以将氢与石油一起储存并运输，从而可以利用现有基础设施，无需建设新的储存设施。这样一来，氢运输量可增加至原来的3倍。

■未来展望

许多专家认为，现在表明对某一特定技术的支持还为时过早。因为消费者还在追求更多选择，而且，根据用途不同，适用的技术也会随之变化。此外，在交通运输领域，汽车共享和MaaS（Mobility as a Service，出行即服务）等趋势打破了原有价值观念，将引起更多关注。今后，燃料电池很有可能继续成为交通运输领域中各大型公司研发和投资的重点，但距离FCV在全球范围内的全面商业化还需要数年时间。

翻译：荆珊

审校：李涵、贾陆叶

统稿：李淑珊

参考日本报道原文：https://www.nikkei.com/article/DGXMZO56902190X10C20A3000000/

燃料电池汽车构筑新兴经济圈