0排放 加5分钟燃料就能跑500km！这会不会是未来大势？

之前，随着各项政策曝光，对燃料电池车的资金鼓励将由全国范围缩小集中到“部分符合条件的城市”，这意味着，氢能源推广正式进入新的阶段，从满天撒网逐渐转换为有的放矢。

文件要求地方城市要具备燃料电池产业基础，推广不低于50辆车的相关经验，以及加氢基础设施等基本条件，才能申请示范资格，获得审批通过后还必须承诺完成示范目标：核心材料、关键零部件技术取得突破并产业化，配套示范运行的车辆不低于500辆；应用新技术的车辆推广，符合技术指标的车辆推广规模应超过1000辆车；氢能供应和加氢站建设上，建成并投入运营的加氢站超过15座；政策法规环境方面，建立加氢站建设运营、燃料电池汽车推广使用、安全监管等较为完善的政策支持体系。

此外，财政将采取“以奖代补”的形式，对入围示范城市给予奖励，奖励基金和考核结果挂钩，对单个城市不设上限，实行先到先得的原则，直至预算安排完毕。

当前全球的风向基本都在向纯电动技术路线倾斜，无论是国内的大环境还是国外均是如此，主要由于纯电动实现的方法更加简单粗暴，三电系统（电池、电机、电控）除了电控系统需要自己掌握核心技术以外，其余的电池以及电机都可以依靠供应商解决，这也是为什么当国家大力推广纯电动汽车时如此多的厂家如雨后春顺般冒出来；特别是新势力厂家，新势力厂家虽然有进场资本，但是在技术领域还是需要依靠供应商解决。

依靠供应商解决，这听起来似乎没有什么问题，要知道这样的做法就等于把自己的命运交托在供应商手上；一旦出现问题，车主只会找主机厂，而不是供应商，所以风险需要自己承担。此外，车厂跟供应商之间只是合作关系，一旦合作出现裂缝，意味着车辆下线都成问题。

所以，这也是为什么特斯拉、大众等大厂家努力建设自己的电池工厂的重要原因，只有自己掌握了电池，才掌握了电动车的生命，掌握车辆的主导权，特别是特斯拉这种受限于产能的车企，就更需要自己掌控核心技术。

氢燃料电池在纯电动的阴影下似乎日子并不好过，但是氢燃料电池的种种诸如环保、科学、续航长等优点又让我们无法放弃这一领域，所谓多生儿子好打架、鸡蛋不能放在同一个篮子上。特别是站在国家角度看，孤注一掷自然不是什么好方法。所以，国家一方面推动纯电动汽车的发展，另一方面也在鼓励氢燃料电池车的发展，由于政策频频鼓励，丰田、现代等企业在华扩大布局，各地项目遍地开花，汽车圈内的氢燃料风潮又迎来了高点。

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10万落地，买国产新车还是二手合资车？

丰田作为氢燃料电池领域的头号玩家，笔者在某次试驾会上获悉，丰田并不会将目标放在某一个或者两个方向上，而是需要全面开花，尤其是在双积分政策的限制下；丰田内部人员称：丰田想要满足双积分政策，单靠发展纯电动车是不行的，需要在PHEV、HEV、EV、FCV等领域各自努力实现，这样无论是对企业的发展、技术的积累、社会的进步都有积极作用。

在2019年上海车展期间，掌门人丰田章男亲自到访中国，并飞往北京和北汽福田、亿华通签署战略合作，与此同时还在清华大学进行了一场演讲，随后丰田和清华大学成立联合研究院，致力于新车技术的研发，可见丰田对中国新能源市场的重视程度。

早在上世纪90年代，丰田就开始了氢燃料电池汽车研发，目前，丰田的氢燃料电池汽车技术路线主集中在金属板电堆，主要应用于乘用车领域，其代表车型是乘用车Mirai。Mirai自2014年12月开始在日本销售，从2015年秋季开始将销售范围扩大至美国和欧洲，年产量也从2015年的700辆到2016年的2000辆，再到2017年的3000辆。

根据美国市场调研及咨询工资Information Trends预测，在氢燃料电池成本方面，随着规模效应和技术优化，燃料电池电堆成本可以从目前380美元/千瓦下降至40-50美元/千瓦，甚至更低。2030年燃料电池汽车成本有望接近燃油车水平，届时对氢燃料电池车的推广有相当大的推动作用。

有了规模效应解决氢燃料电池汽车的成本问题，还需要解决基础设施建设问题，因为加氢站跟加油站一样，需要形成规模，才能够让氢燃料电池车的用户实实在在体验到便利，同时发挥出氢燃料电池车独特的环保特性，而加氢站过少是目前面临的主要问题，不仅中国如此，在海外也一样，这跟加氢站更严格的选址，车辆运输氢气的成本等一系列问题相关。

广泛结盟、共同承担规模化的推广成本是目前丰田的唯一选择，2018年3月丰田汽车、日产汽车、本田技研工业公司以及联合几家能源公司，成立了旨在体系化建设氢燃料电池车加氢站的“日本加氢站网络公司”。计划到2021年3月之前，建设160座加氢站，普及4万辆氢燃料电池车辆，该公司将业务规划设定为10年，首先要把2022年3月前建设80座加氢站作为第一期目标。

但由于丰田在氢燃料电池领域的绝对优势，使其进入了曲高和寡的局面，其它有心进入氢燃料电池领域的车企，多少会担心遭遇丰田的技术壁垒，丰田所推崇的混合动力技术也面临着这个问题。所以，2019年4月3日，丰田表示无偿提供丰田持有的关于电机、电控、系统控制等车辆电动化技术的专利使用权，设计专利约23740项，以推动行业的发展。

以Mirai为例，Mirai是丰田氢燃料电池车的代表车型，也是丰田旗下第一款量产的燃料电池车。该车的第一代车型最大马力155匹，最大扭矩335N·m，续航里程为502km，储氢罐容积为122.4L，储氢罐压力为70Mpa，加注燃料时间约3分钟。第二代车型续航里程将直接跃升至651km，预计在今年年底上市。

这辆车有很多值得我们学习的地方，例如储氢罐类型使用Type IV型，这种储氢罐有内、中、外三层结构组成，最里层材料为高分子聚合物，中间为碳纤维材质，外层主要是玻璃纤维，可以长时间保持罐内气体的高压。在静止状态下，不仅不会泄露氢气，即便在被枪械击穿后，也能保持罐体结构，使氢气快速泄出，而不会爆炸。

此外，储氢罐上的传感器、阀门都能在车辆发生泄漏、着火、碰撞等极端条件下保护驾乘人员的安全，避免爆炸的发生。储氢罐上还安装有一个名为易熔塞的止逆式泄压阀，当传感器探测到车辆周围发生碰撞时，气罐会自动关闭阀门，防止因管路破损导致的氢气外泄。如果车辆发生燃烧现象，泄压阀还会因高温融化而打开，将氢气从车辆的右后方释放出来，只需2分钟就能排空储氢罐，也正因为止逆式设计，火焰不会进入到气罐中，保证气罐内的氢气安全。

在安全方面是我国氢燃料电池车需要学习的地方，也是作为移动交通工具的基本属性，保证氢燃料电池车使用安全的重要手段。特别是如今纯电动车意外频发，使得消费者人心惶惶，降低了人们对新能源车辆的信任程度，这种情况亟需解决。

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2019年，现代一共售出氢燃料电池车3666辆，同比增长576%，超过丰田成为世界第一，其中以Nexo为主要代表。Nexo最大马力154匹，最大扭矩395N·m，续航里程595km，储氢罐容积156L，储氢罐压力70Mpa，燃料加注时间少于5分钟。

现代集团为了强化自己在氢燃料电池领域的地位，分别对Impact Coatings、H2Pro、GEZ三家科技公司投资，希望能进一步拓展氢能源基础设施建设，并提升燃料电池车的制造效率；同时还跟瑞典Impact Coatings公司签署合作谅解备忘录，双方共同研发氢燃料电池的核心技术。

Impact Coatings是燃料电池PVD涂层解决方案的供应商，其生产的陶瓷涂料是一种低成本的替代品，能够取代燃料电池生产中的贵金属材料，这样技术可以大幅度提升产品性能的同时降低生产成本。众多的举措都表明现代在推动氢燃料电池车技术的决心。

最值得我们学习的地方在于其安全性方面，现代的Nexo是三款量产氢燃料电池车（Mirai、Clarity、Nexo）里唯一一款经过E-NCAP以及美国IIHS碰撞测试的车辆。从E-NCAP成绩上来看，现代Nexo不仅获得了五星好评，在成人保护和儿童保护方面还获得了比较高的分数，可以说即便和传统能源车相比也毫不逊色。而在美国IIHS测试中，Nexo更是获得2020年 TOP SAFTY PICK+的称号，这是IIHS机构最高的奖项。

最关键的是，在碰撞过程中并没有发生储氢罐漏气的现象，这跟储氢罐安放的位置、储氢罐的保护程度有关系，一般情况下储氢罐都会布置在第二排座椅下方到车尾的区域。相比起碰撞测试的前方碰撞，追尾更是氢燃料电池车需要注意的地方，毕竟车尾才是最靠近储氢罐这个“危险品”的位置。

氢燃料电池跟传统锂电池相比，氢燃料电池的效率更高，传统的锂电池是二次电池，可以将电能存储在电池包当中，在需要的时候释放出来，给车辆提供能量来源，例如驱动、空调等，在电量不足时，就需要依靠外界电网或者其他方式来补充能源。

燃料电池属于一次电池，直接将氢燃料的化学能转化为电能，氢燃料电池是没有储能功能的，需要通过补充燃料，借助燃料和氧化物的反应，将燃料中的化学能转化为电能。举个简单的例子，燃料电池更像是一个发电厂，火力发电厂通过燃烧煤产生热能，通过汽轮机把热能转化为机械能，从而发电。燃料电池和火力发电厂一样，输入的是燃料，输出的是电能，而且燃料电池转换的环节更少，从化学能到电能的过程只有一步，所以效率会更高。当然富余的电能同样会使用锂电池存储起来，增加系统的效率。除了效率问题，氢燃料电池车可以做到真正的零排放，反应产物只有水。

同时，氢燃料电池车可以做到跟普通燃油车一样快速补充燃料，不受充电时间的影响，真正实现与燃油车几乎相同的续航能力。例如丰田第一代Mirai的加氢时间为3分钟左右，而最大续航可以达到502km（第二代车型更是达到651km）。

氢燃料电池的过载能力强，氢燃料电池车短时间的过载可以达到额定功率的200%甚至更大，对于汽车的加速、爬坡等高负载工况有较强的适应性。

纯电动汽车由于受限于电池的性能，续航里程有限，目前我国普遍的纯电动汽车的真实续航里程大约为200-400km之间，极个别车型能做到500km或以上。续航里程受限于能量密度，而能量密度提升的空间是非常有限的，而且电池老化带来的里程衰减、能量密度过高带来的安全风险也是不得不考虑的事情。

纯电动车的充电时间长。纯电动汽车的充电时间平均为5-8个小时，即便是快充也大约需要2个小时，而且快充站对于环境的要求比较高，所以快充站的数量不多，而纯电动汽车的用户一般会选择家用充电，家充的功率较低，所需的时间自然就会更长；当电动车大量普及，需要大规模充电时，还会对电网会产生较大的压力。

纯电动车受环境影响大。我们都知道，一到冬天，纯电动车的续航就会下降得厉害。其实，低温、高温都会对动力电池的性能、寿命、安全性都会有影响，因此一般大容量、高能量密度的电池都会配备液冷式温控系统。

正是因为纯电动汽车有种种的不足，所以燃料电池汽车的优势就能发挥出来，既然储存电能困难，那直接在车里面发电（燃料电池）就好了，一举解决了储能困难的问题。

美国从布什政府提出氢经济发展蓝图到奥巴马政府发布全面能源战略再到特朗普政府将氢能作为美国的优先能源战略，近10年，美国政府的支持规模已经超过16亿美元。美国氢燃料电池车的保有量位居全球第一，在40多个州运营着超过2.3万辆的燃料电池商用车。

日本在氢能和燃料电池领域有着全球最多的专利，已经实现了燃料电池车的大规模商用化推广，最典型的就是丰田的Mirai、本田的Clarity。

韩国在2018年将氢能产业定位为三大战略投资领域之一，另外两个是大数据和人工智能，可见韩国政府的重视程度，韩国政府目标是将氢燃料电池车的成本下降到现在的一半，并打造出年产量10万辆的生产体系。

中国，在十一五规划期间就确定了纯电动汽车，插电式混动汽车，氢燃料电池汽车的三个同时发展的技术路线，国家创新驱动发展战略纲要、十三五国家创新规划等文件中，也将氢能和燃料电池技术列为重点任务。

目前我国基本掌握了氢燃料电池汽车的核心技术，具备进行大规模使用的条件，主要原因是燃料电池技术和加氢条件得到了国家的出面支持和充分重视，包括文章开头说的由满天撒网到有的放矢转型，都是氢能源技术发展的利好消息。政策鼓励的力度很大，市场成熟还需要时间，我国的氢燃料电池车还处于早期的萌芽阶段，但是上升的势头不小，我国在2017年生产了1272辆氢能源汽车，2018年的产销达到了1527辆，其中1418辆燃料电池客车和109辆货车。

燃料电池汽车正如襁褓中的婴儿，被父母寄予厚望，得到政府、市场等多方的关注，它本身月凭借这优秀的基因、巨大的潜力让其他技术路线不敢小觑。