幾十年來，氫燃料電池一直被人們所忽略，但是，它們己經(jīng)悄悄進入了自己的角色，漸入佳境。豐田要告訴我們?nèi)剂想姵乜梢詫崿F(xiàn)卡羅拉成本，也就是中國人常說的白菜價。

特斯拉的埃隆馬斯克經(jīng)常對燃料電池肆無忌憚地妄加指責，嘲諷之為“令人難以置信的愚蠢”，和“傻瓜細胞”，與電池路線支持者搖旗吶喊產(chǎn)生共鳴。

新能源另外一側(cè)表現(xiàn)則比較安靜，為了了解燃料電池如何成為白菜價，筆者專門采訪了豐田燃料電池項目的核心人物之一——廣瀨勝彥（KatsuhikoHirose）教授，他一直負責豐田的燃料電池系統(tǒng)開發(fā)，他解釋了為什么馬斯克理如此害怕燃料電池：氫燃料電池汽車終將比汽油動力汽車便宜，在世界各地為零排放運輸敞開大門，而不僅僅是在能夠負擔依賴稀缺的自然資源和政府支持的電動汽車的富裕地區(qū)。

現(xiàn)在加氫站太少，而且這種稀缺性讓對燃料電池汽車未來持懷疑態(tài)度的人大放厥詞。一位年輕的物理學家Hirose，他在核聚變工程中曾開發(fā)了早期的數(shù)字引擎控制器單元。這個控制器可以說是天上掉下了一個大餡餅，成就了混合動力的豐田普銳斯。

當豐田開始研究氫燃料電池時，Hirose加入了團隊。Hirose還清楚地記得，作為一名科學家，他明確指出氫氣需要依靠能量產(chǎn)生能量。當時他質(zhì)疑氫氣從哪里來，以及儲存在什么地方。因為，當時并沒有合適安全的大型存儲系統(tǒng)。

那時是2003年，Hirose的老板MitsuhisaKato告訴他“現(xiàn)在是加入敵對陣營的時候了”，從混合動力轉(zhuǎn)向氫氣研究。Hirose被任命為豐田燃料電池系統(tǒng)開發(fā)總經(jīng)理，他不得不努力消除自己的疑慮。當然，他并不是唯一的懷疑者。

三年后，在2006年，德國科學家UlfBossel撰寫了一篇論文，基本上聲稱用電制氫是浪費能源。

Bossel認為，將相同數(shù)量的能量存儲在電池中，而不是將其轉(zhuǎn)化為氫氣以便存儲和以后使用，會更有效。相信幾十年后，電池行業(yè)的極端者仍然將把這一理論視為寶典。直到今天，博塞爾的電熨斗理論仍然是純電池原理的思想基礎。

Hirose認為，Bossel在他的分析中犯了一個根本性的錯誤。Bossel假設氫氣將利用現(xiàn)有電力產(chǎn)生。“如果起點是電力已經(jīng)在那里，如果你用現(xiàn)有的電力用電解水制氫，那么是的，你會失去30％的能量，”Hirose提醒說。“但是人們忘記了，當用天然氣或煤炭制造電力時，60％到70％的能量都會損失掉。如果直接從天然氣甚至煤中產(chǎn)生氫氣，它們將不會損失60％或70％的能量。這一切都取決于你從哪里開始。“

今天的大部分氫不是通過電解水制成的，而是通過重整天然氣，甚至是煤。奇怪的是，Bossel并沒有像他自己承認的那樣“考慮這個選擇，因為氫氣完全可以以相對較低的成本進行化學合成。”

反燃料電池技術的另一個支柱是“當儲存液態(tài)氫時，出于安全原因必須允許一些氣體蒸發(fā)，這意味著在兩周后，即使沒有被驅(qū)動使用，汽車也會失去一半的燃料。“這意味著我們讓一半的氫氣在還沒有為車輛提供動力之前蒸發(fā)消失了。”這里有點牛頭不對馬嘴，我們討論的是氫氣，而博塞爾談論的是液氫。

汽車制造商早就放棄了在乘用車上使用液氫的想法，因為如此之小的儲氫罐無法保持液氫在－253°C以下，其中一半的確可能在兩周內(nèi)蒸發(fā)。

燃料電池汽車中使用的氫氣是加壓的，而不是液體，它不會逸出。然而，如果氫氣想從現(xiàn)在的儲氫罐中逃脫可能至少需要13年時間。

另一方面，大規(guī)模儲存氫采用液態(tài)儲氫確實是非常實用的，在日本的種子島空間站，足夠的液態(tài)氫為多個火箭發(fā)射提供動力儲存數(shù)月，蒸發(fā)量小于1％。即便是少量的增發(fā)也可以不浪費用于發(fā)電或其他應用。

電池的重量一直是電池無法逃避的短板。重量是里程的大敵，通過增加電池來提高續(xù)航，讓越來越多的能量被電池重量所抵消和浪費。電動重型卡車的失敗嘗試就充分證明了這一點。請加微信公眾號：工業(yè)智能化(robotinfo)馬云都在關注

40噸電池動力卡車，500公里續(xù)航需要8噸電池。這個數(shù)字確實有點荒謬，你想要運輸?shù)氖秦浳铮皇且粋€巨大的電池。而燃料電池組卻更輕，更易于操作。氫燃料電池動力傳動系統(tǒng)的重量可與柴油發(fā)動機相媲美，豐田的專家甚至說，可以更輕。而單位重量氫氣的能量是柴油燃料的三倍。

自UlfBossel寫論文以來，時代和技術發(fā)生了變化，他自己早已不做純粹的電池信仰的傳教士。UlfBossel現(xiàn)在是瑞士AlmusAG的所有者，該公司出售UBOCELL，一種將燃料轉(zhuǎn)化為電能的小型SOFC燃料電池。

到目前為止，燃料電池對電池陣營的最大威脅一直保持不變，燃料電池車將很快比豐田自己的混合動力汽車便宜，而且有一天它們可能比普通汽車便宜。雖然我們提及燃料電池汽車非常昂貴，那是因為它們使用了大量的鉑金。

Hirose說：“當?shù)谝慌剂想姵剀嚭馁Y一百萬美元時，我們就使用了100克鉑金。你要花3000美元購買。現(xiàn)在我們用量......“他停頓了一下。“已經(jīng)很少了，甚至可以不使用。”隨著鉑在豐田的燃料電池組的影響不斷減少，Hirose透露它現(xiàn)在的用量與柴油車催化轉(zhuǎn)換器的鉑金相當，MIRAI大約使用10克白金。

雖然事實如此，人們?nèi)匀涣晳T認為燃料電池使用了大量昂貴的貴金屬。“Hirose說。“燃料電池堆中最昂貴的東西是0.01毫米的薄膜。電堆的其余部分非常便宜。實際上，燃料電池最昂貴的部分就是工藝，它是單一零件重復堆疊的制造，成本并不進入它的材料。”

這使得燃料電池相對于電池具有巨大的成本優(yōu)勢。70％的電池成本是在原材料中，原材料的價格通常不會隨著需求的增加而迅速下降。電池也沒有逃脫政治的捆綁。

電池的一個關鍵成分是鈷(Cobalt)，世界上66％的供應來自剛果民主共和國，該地區(qū)人權(quán)狀況欠佳。原始設備制造商急于獲得供應，鈷的價格一路飆升。

但“全球都在狂熱地爭奪和提取金屬鋰來供應鋰電池”，相比之下，只要世界上有水，就有取之不盡的氫氣。

由于70％的電池成本與原材料相關，因此成本優(yōu)化必須集中在剩余的30％，并且電池產(chǎn)能已經(jīng)足夠大了，但是電池成本并沒有下降很多？“由于產(chǎn)能過剩，電池成本大幅下降，”Hirose說。

電池是一種商品，如果有人以低于10％的價格出售它們，他們就能獲得銷售，而且這樣做的結(jié)果是銷售價格會越來越低。

世界各地建造的巨大電池廠需要巨大的前期投資，技術進步幾乎沒有時間來收回CAPEX。

豐田公司的電池合作伙伴松下寫道，兩年內(nèi)虧損70億美元，主要是因為過時的電池廠的拖累，全球又有多少電池廠被套上了這個緊箍咒呢？

松下制造的電池由特斯拉轉(zhuǎn)而成為內(nèi)華達Gigafactory的電池模塊。松下公司總裁KazuhiroTsuga最近告訴彭博社，松下與特斯拉仍在虧錢，只能稱之為有望改變。

與此同時，松下為特斯拉制造的18650和2170電池已經(jīng)過時，當豐田和松下宣布聯(lián)盟首先制造棱柱形電池，接下去是固態(tài)時，Tsuga公開希望技術不會進展太快，如果突然轉(zhuǎn)向固態(tài)電池，現(xiàn)在的投資就又要被打水漂了。

與電池相比，燃料電池仍處于規(guī)模的早期階段，豐田6萬美元的Mirai燃料電池汽車只生產(chǎn)了約3，000輛，但它“正在建造一座新工廠，到2020年將產(chǎn)量提高到每年30，000輛”。

最重要的是，豐田將其燃料電池技術應用于卡車，公共汽車以及非機動性之外的許多應用，規(guī)模的擴大，已經(jīng)使豐田擁有世界上成本最低的燃料電池了。

到2025年，豐田計劃將使燃料電池汽車的價格與現(xiàn)在混合動力汽車的水平相當，但就個人而言，Hirose對這個目標并不十分滿意。

“為了進入替代燃料世界，我們需要提供比傳統(tǒng)汽車更便宜的燃料電池。“這是我個人的目標。我認為可以做到。

這個目標聽起來有點高不可攀，即使電池永遠是新能源統(tǒng)的頭條新聞，但根據(jù)行業(yè)標準燃料電池行業(yè)評論的共同作者，燃料電池工程師MatthewKlippenstein說法，豐田對燃料電池成本的樂觀情緒在行業(yè)中悄然分享和走俏。隨著燃料電池的生產(chǎn)規(guī)模擴大，其成本將直線下降。

Hirose認為燃料電池汽車的成本會低于卡羅拉，這取決于對真正可持續(xù)交通的認真程度和決心。豐田的努力微不足道，如果有全社會的參與，那就完全有可能。Hirose現(xiàn)年63歲，他相信他的有生之年能看到它實現(xiàn)的那一天。

關于電池和燃料電池堆之間細微差別的爭論還沒有結(jié)束，只要工廠必須攤銷，它就會肆虐，只要有政府資金，沒有人愿意與另一個陣營分享。

雖然電池電量成為所有頭條新聞關注的話題，但全球?qū)涞闹С终谠鲩L。在達沃斯舉行的2017年世界經(jīng)濟論壇期間，成立了一個氫能委員會，其中包括53家能源、運輸和工業(yè)公司，Hirose作為豐田在論壇的發(fā)言人。

到2025年，中國宣布了350個加氫站的計劃。到那時，德國希望擁有400個加氫站。日本將世界第三大經(jīng)濟體重新投入燃料電池，并宣布在2030年到2050年之間計劃將該島國變?yōu)椤皻渖鐣薄Ｈ毡臼锥紪|京都希望氫氣更加普遍，并計劃到2020年奧運會實現(xiàn)氫氣社會。

廣瀨是一個直言不諱的人，他并不像他承認的那樣“喜歡氫社會這個詞”。氫社會并不意味著我們完全豪賭氫能源。相反，我們應該為可持續(xù)發(fā)展的社會提供一系列解決方案。

當然，政府可以激勵，但從長遠來看，我們需要提供客戶喜歡選擇的東西。這與電池與燃料電池無關。它涉及可持續(xù)、運輸和客戶的選擇。

“建設一個可持續(xù)發(fā)展的社會是一項繁重的工作，”Hirose說道，“但如果我們推遲就全球變暖等問題作出決定，我們就可能偷拿走了我們后代的未來。

氫燃料電池首次進入政府工作報告該如何面對這波“氫能熱”？

日前，國務院新聞辦舉行吹風會，就2019年《政府工作報告》的83處修訂進行解讀，其中提出“推進充電、加氫等設施建設”。這是氫能首次被寫入《政府工作報告》。

近20年來，氫能在全球范圍內(nèi)迎來了一輪快速發(fā)展。包括中國、美國、日本、歐盟、加拿大和韓國等國家和地區(qū)均制定了氫能發(fā)展規(guī)劃。

燃料電池汽車是當下氫能應用的主要形式之一。按照《中國氫能產(chǎn)業(yè)基礎設施發(fā)展藍皮書》提出的目標，到2020年，中國燃料電池車輛要達到1萬輛、加氫站數(shù)量達到100座，行業(yè)總產(chǎn)值達到3000億元；到2030年，燃料電池車輛保有量要“撞線”200萬，加氫站數(shù)量達到1000座，產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將突破1萬億元。發(fā)展氫能燃料電池技術，已被寫入《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》中。

今年全國兩會期間，氫能也成為代表、委員熱議的話題。多位委員將氫氣從危化品中分離出來，按照能源屬性管理。

“在氫氣供給方面，無論是煤制氫，可再生能源制氫，還是工業(yè)副產(chǎn)品制氫，中國都有巨大的供給能力。”據(jù)央廣網(wǎng)報道，國家能源投資集團（下稱國家能源集團）總經(jīng)理凌文日前接受采訪時表示。

凌文稱，根據(jù)估算，中國已有的工業(yè)制氫產(chǎn)能可以滿足1億輛燃料電池汽車的需要，其中，僅國家能源集團的產(chǎn)能就可供4000萬輛車使用。

在各方討論中，氫能的技術研發(fā)和標準制定仍是焦點問題。

正泰集團董事長南存輝在采訪中表示，應鼓勵通過技術合作、人才引進、設立產(chǎn)業(yè)基金等多途徑，支持制氫、儲運氫、加氫及燃料電池基礎材料等核心技術和關鍵部件的技術攻關；重點突破膜電極、空壓機和儲氫罐等技術瓶頸，大幅降低產(chǎn)業(yè)鏈成本，推動產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

“從技術角度看，車用燃料電池技術在約五年內(nèi)逐步走向成熟。”中國科學院院士歐陽明高表示。未來一段時間，如何實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應用將變得更為重要。

為加快氫燃料汽車的商業(yè)化推廣，上海市政協(xié)委員、上汽集團總裁陳志鑫建議，地方購置氫燃料汽車補貼繼續(xù)按國補1：1比例予以支持。公共服務和物流運輸是目前最適合推廣燃料電池汽車的領域。陳志鑫建議，有關部門應在運營牌照方面給予氫燃料汽車專門支持，明確每年發(fā)放數(shù)量與方式。

作為氫燃料電池汽車的配套設施，加氫站也受到眾多關注。長城汽車總裁王鳳英建議稱，應通過改變加氫站補貼形式，來加大補貼力度，避免加氫站成為地方政府形象工程、“建而不用”。

王鳳英表示，有關部門應加強頂層規(guī)劃，鼓勵多方合作，組建加氫站建設運營“國家隊”，統(tǒng)一規(guī)劃全國加氫基礎設施建設，并降低審批難度。還應細化氫能源技術標準并出臺相關政策，明確加氫站建設及運營監(jiān)管的相關制度，建議參照天然氣加注站的管理方式對加氫站進行管理。

公開數(shù)據(jù)顯示，截至2017年底，全球共有328座在運加氫站，其中歐洲139座，占比42.38%；亞洲118座，占比35.98%；北美68座，占比為20.73%。

另據(jù)《中國氫能與燃料電池年度報告2018》的數(shù)據(jù)顯示，截至2018年11月，中國共有27座建成的加氫站，其中3座已被拆除，另有16座在建。已落成的加氫站中，多數(shù)僅供示范車輛加注使用，尚未完全公開。

為搶占氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展機遇，上海、武漢、蘇州、佛山、張家口等近十個城市均出臺了氫能規(guī)劃。

面對氫能產(chǎn)業(yè)的火熱，濰柴集團董事長譚旭光也提醒到，不是所有地區(qū)都適合氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。有關部門應選定部分適合的地區(qū)作為示范區(qū)，以有效推動氫能的發(fā)展。

目前，中國已在氫燃料電池技術上取得了部分成果，但在燃料電池催化劑、質(zhì)子交換膜、碳紙等一些關鍵材料上仍處于實驗室階段，一致性和可靠性難以保證。此外，整車企業(yè)尚未形成穩(wěn)定的零部件供應體系，供應鏈薄弱，工程化能力不足，導致零部件的工藝質(zhì)量低，產(chǎn)品一致性、可靠性和耐久性不足，不能滿足市場的要求。

中國工程院院士干勇也曾表示，從市場狀況看，氫燃料電池汽車仍然主要應用于物流車、公交車及部分特種車輛，由于生產(chǎn)、運營規(guī)模小，實際運行數(shù)據(jù)積累不足，仍有部分工程技術問題需通過大量工程實踐來解決。