氢能源车发展多年难普及，"贵"是最大门槛

最后更新于：2024-02-23 07:55:28

说到新能源车，大多数读者想到的就是电动车，主要原因是国家近些年政策的影响。然而“新”的能源形势多样，放眼全球，氢能也是被众多汽车制造商看好的新能源之一。自2023年下半年以来，国内各地针对氢能补贴政策陆续推出，从技术研发，到终端产品落地，以及配套基础设施建设等多方面给予支持，这也让笔者看到了氢能源车中国未来新能源车领域发展的希望。

氢能是一种清洁、高效的能源形式，与化石燃料不同，氢能不会产生二氧化碳等温室气体，因此对环境的影响非常小。汽车行业对于氢能源车的研发已经持续了多年，可为何终端市场没有大规模普及呢？在笔者看来，“贵”是最大的门槛。

发展氢能源车优势很多

首先，让我们聚焦这个熟悉又陌生的氢能源。得到氢源的形式很多，包括化石燃料制氢、可再生能源制氢、工业副产气制氢、电解水制氢等等，技术都比较成熟，我们不做深入展开。相较于国内电能70%左右来自火力发电，很多制氢方法更加环保，尤其像电解水方法制氢（现阶段成本较高）在环保与循环利用方面优势突出。其次，再说到氢能源车型，它们在行驶过程中唯一排放物只有水蒸气，还能附带净化空气的作用，也是好处很多的。

此外，和目前电动车行充电耗时较长，造成用户长途续航焦虑不同。去加氢站加氢的过程非常便捷，基本等同于我们日常加油。况且加满一罐氢气后，车辆的续航里程可以轻松达到500公里以上。所以，同为新能源车型，氢能源车优势很大。

氢能源车的原理是将氢转化为电

简单来说，氢能源车的工作原理就是通过氢燃料电池为电动机提供动力。燃料电池由几层材料组成，包括质子交换膜、阳极和阴极。氢气进入阳极，在那里分裂成质子和电子，质子穿过膜到达阴极，而电子则通过外部电路，产生为电机供电的电流。空气中的氧气进入阴极，在那里它与质子结合产生水蒸气，这也是氢能源车唯一的排放物。

【燃料电池工作原理】

由此可见，氢燃料电池虽然被称为电池，但是它并不储存电能，而是纯粹的发电装置（更像汽车的发电机），其产生的电能需要存储在动力电池中，进而通过驱动电机让车辆行驶。车辆需要像汽车加汽油一样，在加氢站加氢，并将氢气储存在随着氢罐中。

【氢能源车动力总成工作原理】

其实，氢能源车的发展也有几十年历史，笔者查询公开资料显示，早在1966 年，通用就推出了Electrovan，旨在测试使用燃料电池作为车辆动力源的可行性。经过多年研究，到上世纪九十年代，通用、宝马、丰田等汽车品牌先后推出了第一批商业化产品。

【通用Electrovan】

再到近20年间，丰田已经迭代了数款产品，最为大众所熟悉。此外，奔驰、现代、本田以及国内一汽、上汽、长安、广汽……等等多家车企均有新品问世。可见，氢能源车的技术已经日趋成熟，发展趋势也是有目共睹的。

成本高昂是目前无法普及的根本原因

看似优势突出的氢能源，没有普及到我们日常的交通出行产品中，最大的瓶颈还是成本。首先是氢能源车的造价高昂，高成本主要是源自燃料电池。对于燃料电池而言，用于加快反应速率的催化剂非常昂贵，比如其中的贵金属——铂金，多少钱一克就不需要笔者介绍了。根据公开资料显示，一个100kW燃料电池，光是铂金一种原材料就需要30多克，综合成本更达到人民币12万元以上。再加上安全性要求极高的高压储氢罐、动力电池组、驱动电机等成本，一套动力总成本轻松突破20万元。接下来，我们目前在国内市场可以买到的氢能源车型售价吧。

技术经过迭代更成熟的产品——丰田Mirai。该车定位于中型轿车，NEDC续航里程780km，售价区间为74.80万元-75.10万元。再看看现代的中型SUV——Nexo，CLTC续航里程550公里，售价80万元。国产车型方面，长安深蓝SL03是一款中型轿车，NEDC续航里程635公里，售价69.99万。上汽大通旗下中大型MPV——大家MIFA氢，NEDC续航里程605公里，售价79.38万云-89.38万元。最后，是近期上市的启辰紧凑型SUV——大V氢境，续航里程500km，售价99.88万元。你看，这样的价格岂能是一般百姓家庭能够承受的？

【丰田Mirai】

你以为这就完事了吗？远远没有。我们再看燃料电池部分：以现代Nexo为例，目前在欧洲的更换成本高达4万欧元以上，折合人民币30万元以上。其使用寿命在5000小时/10年左右，换句话说，若开得多开得久，换一次燃料电池的成本是惊人的。

【现代Nexo】

说完了产品，再说基础配套部分。为了实现氢能源车的普及，需要建设大量的加氢站。查询公开资料我们发现，在国内一座加氢站的建设成本约为1200万元至1800万元人民币，而一座加氢站每年的运营成本就在200万元以上。高昂的成本直接了制约加氢站网络的建设，若达不到加油站一样的程度，便捷性就会大打折扣。此外，氢气具有易燃、易爆属性，对运输提出了更高要求，进而也增加了物流成本。

最后，当消费者驾驶氢能源车到达终端加氢站的时候，就会发现：氢气每公斤售价达到了60-70元（部分地区享受补贴政策后售价最低30元）。以一公斤氢气续航100-130公里计算，车辆行驶百公里的氢能源成本达到50元甚至更高，与传统汽车的成本相当，即使在有补贴的地区成本也需要20-30元。

这样零零总总盘下来，想要氢能源车普及，还有很长的路要走。

道路曲折但前景光明

虽然发展氢能源车会遇到上述零零总总的问题，但放眼全球，氢能源车是未来的发展趋势之一。它具有清洁、环保、高效、可持续等诸多优势。全球氢能委员会曾预测：氢能源将在2050年之前，在全球能源消耗量中占比约18%，全年的二氧化碳排放量能较现在减少约60亿吨。

首先是技术创新与规模化将本，在车辆生产环节，预计10年后，燃料电池催化剂的铂金用量可以降低到现在的1/5，配合规模化生产，100kW的燃料电池成本可降至2万元人民币，接近当下燃油发动机的水平。而在氢燃料电池耐久性方面，国内厂商已经可以做到1万小时以上，且1万小时衰减率小于5%。此外，电解水制氢等技术也在持续突破、快速降本，若将来在加氢站普及制氢（前店后厂模式），将进一步降低成本。

其次，是国家层面的统一规划与政策扶持。2020年，国务院办公厅关于印发新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）的通知，要求实施新能源汽车基础技术提升工程。突破车规级芯片、车用操作系统、新型电子电气架构、高效高密度驱动电机系统等关键技术和产品，攻克氢能储运、加氢站、车载储氢等氢燃料电池汽车应用支撑技术。在完善基础设施体系章节中，明确了有序推进氢燃料供给体系建设：提高氢燃料制储运经济性，推进加氢基础设施建设。2022年3月出台的《氢能产业发展中长期规划（2021—2035年）》，明确氢能是未来国家能源体系的组成部分，是用能终端高耗能、高排放行业实现绿色低碳转型的重要载体。

自今年6月以来，各地补贴政策陆续推出，包括辽宁大东区、杭州、陕西西咸新区、浙江海盐、安徽芜湖、河南洛阳、福建省、广州黄埔区、北京经开区等多个地区发布了氢能补贴政策，从技术研发，到终端产品落地，以及配套基础设施建设等多方面给予支持。

由此可见，氢能源车的发展道路虽然曲折，但前景光明。根据此前中国汽车工程学《节能与新能源汽车技术路线图2.0》预测，2025年我国氢燃料电池汽车保有量将达到10万辆左右，2030年将达到100万辆左右。现阶段，虽然价格高昂的氢能源车距离我们很遥远，但笔者相信，未来的它定会得到更大规模普及，那时的您或许正是氢能源车主之一。