成本太高,為什麼豐田不願放棄高氫燃料電池?

編者按：氫燃料電池真的有前途嗎？從商業角度看，似乎燃料電池已經走入死胡同。成本太高，供應鏈欠缺。但豐田沒有放棄，它還在繼續研究。本文原標題Electric Cars Are All the Rage. Then Why Does Toyota Continue to Invest in Hydrogen?。

特斯拉憑一己之力改變了汽車產業的走向，許多傳統汽車製造商被迫調整策略，奮力追趕。現在幾乎所有製造商都有自己的電動汽車，就連懷疑者通用汽車、大眾也開始生產電動汽車。

不過有一家公司沒有讓步，它就是豐田。豐田沒有將所有雞蛋全部放進電動汽車籃子裡。當它推出電動汽車時，還在向燃料電池下注。

為什麼？燃料電池技術不是已經輸了嗎？

用氫燃料的燃料電池

從字面上講，燃料電池技術是應對氣候變化的完美方案。液態氫通過燃料電池產生能量，驅動汽車前進，只生成水。與其它燃料相比，氫燃料的能量密度更高。

汽油的能量密度約為每千克46MJ，而氫燃料則是120MJ。在理想世界，讓同一輛汽車跑相同距離的路，氫消耗的燃料要少很多。因為汽車只需要裝備很少的燃料電池就足夠了，所以汽車會更輕，現在的電池還太重。氫燃料還有另一個優勢，添加燃料時比汽油更快。

為什麼現在氫燃料普及度如此低

早在10多年前，加州州長施瓦辛格就倡導發起氫燃料革命，可惜沒有成功。一是需求不高，二是供應問題，氫燃料難以普及，供應鏈也很脆弱。燃料添加站也不多，當中一些經常因為維護關閉。有時氫燃料供應還會中斷。目前的氫燃料主要來自化石燃料工廠，工廠將水分離成氫與氧，變成氫燃料。

除了上述原因，成本過高也是一個問題。現在的燃料電池仍然很貴，氫的價格約為每加侖16美元。之所以價格高，原因之一時提煉時需要用到催化劑Platinum，它很貴。研究人員正在努力，試圖減少Platinum的消耗量，或者完全放棄Platinum，以求降低成本。

不只如此，存儲氫燃料的成本也很高。氫氣雖然能量密度高，但按體積計算密度並不高，將它變成液體裝進罐子需要製冷技術，所有這些都抬高了成本。正因如此，每次添加氫燃料成本都比汽油高，比電力更是高很多。如此一來，氫汽車價格居高不下，維護成本也不低。所以對於絕大多數人來講購買氫汽車毫無意義。

為什麼豐田不放棄

豐田很早就開始支持燃料電池，它推出了Mirai汽車，不過大家並不熱情。可能是因為汽車定價高達5萬美元，也可能是燃料添加站太少。

有人可能會認為，商業失敗將迫使豐田放棄氫汽車計劃，不過豐田還是繼續生產氫汽車，每次還會升點級。據報導，豐田為求安全，在開發未來汽車時不打算將所有雞蛋放進一個籃子裡。它的確會向電動汽車投資，但會繼續保留Mirai。另外，對於氫燃料電池豐田還有其它打算，遠不限於汽車。Mirai只是氫燃料的一張「臉」，用來展示形象。

對於重型汽車來說氫燃料也許更有魅力，比如卡車、巴士、叉車。目前的鋰電池太重，如果想驅動重型汽車，需要安裝大量電池，重量明顯太重。如果換成氫燃料電池，重量會減少很多。

對於叉車、卡車這樣的商務汽車來說，充電時間過長等於看著錢白白流走。氫燃料可以快速添加，能節約成本。另外，與其它燃料相比，氫燃料汽車可以跑更遠的路。照估計，氫卡車的的續航裡程可以達到500-750英裡。

可能正是因為這些原因，Nikola才會努力開發氫卡車。有些地區已經出現氫巴士。事實上，豐田已經為奧運會準備100輛氫巴士，可惜奧運會推遲了。豐田還與中國企業合作開發燃料電池，供商務汽車使用，它們的目標是降低成本。

打造供應鏈

在美國加州，豐田推行一種名叫「cow to car」的能源供應模式，如果這種模式成功，它可以解決兩個問題，提供清潔氫燃料，打造強勁供應鏈。牛會生成甲烷，它是一種溫室氣體，也是氫燃料之一。

豐田的計劃就是利用厭氧消化池將農場動物糞便變成甲烷，將甲烷收集起來，用燃料電池處理就可以變成氫和電。收集甲烷甚至都不需要額外管道，直接注入現有天然氣管道就可以了。氫可以輸送到加油站，電可以輸入電網。豐田本來準備根據這套方案建一個氫廠，不過推遲了。豐田還有一套方案，就是將廢紙變成氫。不過要打造這樣的工廠需要一些時間，技術不成熟，不過一旦建成，它也許可以提供常規氫燃料。

氫可以存儲再生能源

再生能源很好，因為很乾淨，但它有一個繞不開的問題：不是連續的。

怎麼辦呢？在生產高峰將它存起來，在生產低峰使用。氫可以作為一種解決方案，利用可再生能源將水（或者海水）變成氫，然後通過燃料電池用氫生成電力。

不只汽車可以使用

未來，豐田肯定想讓汽車用上氫燃料，但不僅僅如此，非汽車項目也可以用，比如航天產業就可以用。太空中氫的含量相當高，事實上，宇宙75%都是氫。豐田與日本航天機構JAXA合作設計月球車，裡面就用到了氫燃料電池。月球車的續航裡程達到1萬公裡。

也有人對氫動力航空感興趣，但不知道豐田是否會向這一領域投資。

有一點倒是肯定的，那就是豐田對航海感興趣，它正在開發燃料電池船舶。這是一個好消息，因為商務航運貢獻的排放量佔了整個排放量的2.5%。

豐田還準備打造氫城市，100%依賴氫。其中一個城市名叫Woven City，佔地175英畝。它將會成為未來城市的典範，裡面有無人駕駛系統、有機器人、有智能家庭、有AI。老實說，這套設想也許並不遙遠。在全球一些陽光充足的地區，我們可以建設太陽能工廠，將海水變成氫，供城市、汽車使用。

有何意義

在特斯拉製造電動汽車之前，大眾、寶馬對電動汽車並不感冒。現在呢？所有汽車商都有自己的電動汽車。也許豐田看重的是未來，這一未來已經多次延期，所以有風險。大量供應清潔乾淨的氫能源，豐田的理念是否錯了？未來會不會出現替代性技術，讓氫燃料電池技術變成多餘？或者說，未來將會出現突破技術，讓氫變得足夠便宜，被大家廣泛使用？也許擴大生產追加投資可以解決氫能源存在的一些問題？無人知道未來會怎樣。也許電動汽車會是汽車的未來，但在城市裡，不論是巴士、卡車還是船舶，也許還得依靠氫。

 譯者：小兵手