【深度】氫新能源，會是汽車業的下一個風口嗎？

記者 | 周純粼

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眼下，對于電動化技術路線的争論幾乎已經消失。相比5年前業界還在為HEV、PHEV和BEV的電動化技術路線反複糾結，目前的行業共識已經将方向确定為“純電動”。

不過，在更頂層的議題下——邁向碳中和的過程中，新的争論又出現了——電動車or氫能車？

電動車VS氫能車

事實上，汽車制造商多年來一直在試驗氫燃料電池技術，試圖破解宇宙中最豐富和最清潔能源的奧秘。然而，由于存在一些障礙，大規模普及看起來仍然需要一個漫長的過程。

眼下，隻有兩款主流的氫動力乘用車可以稱得上“在銷售”——豐田Mirai和現代Nexo。不過，有更多的氫能汽車和貨車被确認将釋出，寶馬、路虎和沃克斯豪爾等品牌都計劃在未來五年内落地。

氫能車普及非常緩慢的最大原因之一是現有的基礎設施。在2021年底，英國隻有12個加氫站，遠遠低于加油站和公共充電點的數量。相比之下，根據《前瞻産業研究院》的資料，面積大百倍的中國也隻有131座加氫站，密度更小。

基礎設施是它發展緩慢的最大原因。

不過，這一點以及其他一些生産障礙顯然正在被克服。懷疑論者反對氫能汽車的第一個論點是，它們的效率比電動汽車低。因為氫氣不是自然産生的，它必須被提取出來，然後在燃料罐中被壓縮。然後，它必須在燃料電池堆中與氧氣混合，以産生電力，為汽車的電機提供動力。

他們指出，與電力直接來自電池組的電動汽車相比，氫能車在這一過程中的效率損失更大。

這在某種程度上是正确的，但也有人認為，氫能汽車本身就不會取代電動汽車。相反，氫能車是為了補充電動車。因為它是最清潔的能源。

相比之下，電動汽車的锂離子電池生産是能源密集型産業。舉例來說，一個100千瓦時的電池在生産中大概要排除20噸二氧化碳來。正常來說，一塊電池可以使用24萬公裡左右，相當于一塊電池的碳排放大約為83克/公裡。

然後，電動汽車在使用過程中需要充電，這些電力的産生計算下來約需要排放124克/公裡的二氧化碳。而今天的氫能汽車的生命周期排放約為120克/公裡。但是，當氫氣由可再生能源生産時，這一數字可以大大降低。

一種常見的氫氣生産方法是稱為蒸汽甲烷重整的工藝，它從天然氣中分離出氫氣。從生物質中擷取氫氣的研究也在進行中，這将大大減少氫氣的生命周期排放，使其達到約60克/公裡二氧化碳。

由于電池生産的環境成本，即使電力來自可再生資源，也無法達到氫氣那麼低的生命周期排放。

鼓勵氫能汽車的關鍵是使其成為更廣泛的“氫能經濟”的一部分——僅僅為氫能汽車建造加氫站是低效的。相反，理想的情況是，整個能源部門将氫氣納入組合，從為汽車加油到為家庭儲存能源一條龍服務。

氫氣的另一個優勢是，它可以現地現物進行生産，而不是像燃料一樣被運輸，或像電力一樣通過電網供應。

但是，即使有了氫氣基礎設施，氫氣汽車仍然面臨着成本問題。豐田Mirai的售價超過50萬人民币。這對任何使用者來說都是一筆不小的開支，但是，與電動汽車一樣，随着技術的改進和成為主流，價格或許會開始下降。

關于氫能車，仍然有很多“如果”，但今天比十年前要少得多。

政策先行

對于中國，“雙碳目标”的提出無疑使得氫能車得到了前所未有的重視。《中國氫能産業發展報告2020》預計，到2050年氫能占終端能源消費比例達10%，氫燃料電池汽車保有量3000萬輛，氫氣需求量6000萬噸。

北方工業大學汽車産業創新研究中心研究員張翔向界面新聞記者提供了一組資料。截止2020年底，國内氫能車的保有量僅為7000輛左右，而國内汽車保有量為2億多輛。氫能車的市場占有率約為三萬分之一。

他指出，包括現在新能源汽車和混合動力車在内，用的電80%以上都是火力發電，是以碳排放強度依舊很大。未來一定會被氫能替代。

事實上，中國各地政府已經紛紛響應，制定了各自的氫能産業規劃。

2020年10月30日，北京市經濟和資訊化局釋出了關于印發《北京市氫燃料電池汽車産業發展規劃（2020-2025年）》的通知，對北京市氫燃料電池汽車産業布局和發展目标作出明确部署：

2023年前，培育3-5家具有國際影響力的氫燃料電池汽車産業鍊龍頭企業，力争推廣氫燃料電池汽車3000輛、建成加氫站37座，燃料電池汽車全産業鍊累計産值突破 85 億元。

2025年前，培育5-10家具有國際影響力的氫燃料電池汽車産業鍊龍頭企業，力争實作氫燃料電池汽車累計推廣量突破1萬輛、再建立加氫站37座（共計74座），氫燃料電池汽車全産業鍊累計産值突破240億元。

2020年6月24日，廣州市政府常務會議審議通過《廣州市氫能産業發展規劃（2019-2030年）》，該規劃明确：

到2022年，環衛領域燃料電池汽車占比不低于10%，公交、物流、工程服務、倉儲、港口等領域燃料電池汽車示範運作不低于3000輛，燃料電池乘用車範應用達到百輛級規模，氫能産業實作産值預計200億元以上。

到2025年，公交、環衛領域燃料電池汽車占比不低于30%，燃料電池乘用車實作千輛級規模的商業化推廣應用。氫能産業實作産值預計600億元以上。

此外，浙江、江蘇、天津、重慶、甯夏、山東、四川、河南、河北都已制定相關政策。

綜合來看，在“十四五”期間，氫燃料電池汽車的發展基本分為兩個階段，2023年前為示範應用階段，此後到2025年則為加速發展階段。在各省份制定的具體推廣應用目标上，北京、上海、山東、河南、河北、内蒙古均明确提出到2025年氫燃料電池汽車推廣目标為萬輛。

氫能産品百花齊放

作為技術風向标的進博會也已經為汽車行業的未來指明了方向。

今年進博會汽車館裡，現代汽車帶來了全球首款量産并已實作傳遞的氫燃料電池重卡XCIENT和氫燃料電池汽車NEXO。

豐田釋出了全球首款氫燃料電池版柯斯達。還展示了與中國企業聯合開發的TL Power 100氫燃料電池系統。

自主品牌也不甘落後。

上汽集團早已提出“氫戰略”。根據規劃，其2025年之前推出至少十款燃料電池整車産品，市場占有率在10%以上。産品方面，上汽大通MAXUS EUNIQ 7，搭載了上汽捷氫科技第三代燃料電池系統PROME P390，功率、功率密度和低溫啟動等各項名額，可以與現代、豐田等車企相媲美。

廣汽新能源也已經推出了首款氫燃料電池Aion LX Fuel Cell，這款車是基于廣汽GEP 2.0平台開發，搭載了廣汽自主內建開發氫燃料電池系統。

如果說汽車制造商展示氫能車尚且屬于“正常操作”，那麼輪胎制造商米其林展示的燃料電池電堆系統電堆包則進一步明确了汽車行業能源轉型的未來願景。

米其林展台上的Mission H24氫能源賽車，采用了米其林打造的包含46%可持續材料的新款賽事輪胎。并搭載了米其林和森碧歐提供的氫燃料電池系統，在行駛過程中，除水蒸氣之外沒有其他排放，是名副其實的“綠色零排放”賽車。

不過，即便有一副欣欣向榮的勢頭，但氫能車的普及仍然面臨諸多障礙。“自主品牌的氫燃料電池與國外的差距在于能量密度比較低，可靠性也比較低。” 北方工業大學汽車産業創新研究中心研究員張翔告訴界面新聞記者。

他解釋稱，國内氫燃料電池目前隻能應用于商用車，做不了乘用車就是這個原因。“乘用車空間比較小，能量密度低的氫燃料電池布置不下去。”

此外，氫燃料電池的這個可靠性方面，一輛車可以使用50萬公裡，或者用十年。而現在這個燃料電池的這個發動機系統達不到這個壽命。

張翔進一步指出，目前國内的加氫站很少。現在氫氣的主要生産來源是工業的副産品，例如石油、煤等化工品在加工過程中産生的副産品，俗稱“灰青”，其成本較低，但量不大。換而言之，其産生過程中的“碳強度”還是很高。

如果需要大規模加氫，那麼工業副産品産生的“灰氫”将不夠用，必須過渡到若要過渡到“藍氫”和“綠氫”，那麼成本就會上升。

另一方面，張翔介紹，我國目前擁有石油輸送管道、天然氣管道，但沒有輸送氫氣的管道網絡。“這個基礎設施投資非常大。要形成商業模式需要政府出錢，并且一家還不夠。”他表示。

基于上述條件限制，張翔認為，氫能車實際上不是目前最适合普及氫能源産業的領域。相比之下，船舶和軌道交通列車更适合采用氫燃料電池或氫燃料發動機。“總體來說就是中國在商用車、列車、船舶上先應用啊，乘用車最後應用，因為它這個能量密度低，體積大，應該在大的交通工具上應用。”

其還指出，不要将思維局限于交通領域。可以跳脫出來，例如未來利用氫能進行建築物發電；在電網供不到電的邊遠山區采用氫能燃料電池發電，發電過程中産生的熱能進行收集，為建築物供暖用等等。