2015年，中國新能源汽車突然迎來爆發式“盛世”;2017年初，新能源補貼因目錄等因素未能如此前迅速到位，導致新能源汽車銷量呈現斷崖式暴跌……

這樣戲劇性的一幕，其實在電動汽車高出同型號燃油車一截的售價上，就已經埋下了伏筆——消費市場始終對成本極其敏感，電池正負極材料、電機馬達稀土金屬乃至電控等部件成本仍然較高，成為普及新能源車的一道障礙。

與此同時，插電式混合動力車、純電動車、燃油混合動力車……誰才是最適合未來的新能源汽車路線?業界各路擁躉爭論不下。

在各種喧囂中，一家慣于“多做少說”的車企在新能源領域全面布局，并且將氫燃料電池車設為終極方向。更令人震撼的是，燃料電池車的成本，在它的手里，已經實現“銳減95%”，并朝著“沖擊百分之一”的方向邁進，測試工作也進入了中國。

終極方案悄然來到中國

當插電式混合動力車PHEV與純電動車EV孰能成為最佳新能源方案爭執焦點時，燃料電池車被全球最大車企選中作為發展重心。

在前不久開幕的東京車展上，豐田汽車公司先進技術開發內部公司總裁伊勢清貴再次強調氫燃料電池車FCEV是終極新能源方案，其給氫能源定義是“未來領先的能源來源”，而燃料電池車是“理想的環保車”。

豐田此次在東京車展發布了七款全新車，其中就有兩款(Fine-Comfort Ride型MPV概念車和SORA概念巴士)搭載氫燃料電池，分別代表了氫燃料電池技術在乘用車和商用車的應用，這在其他車企的新車陣容中極為罕見。

氫燃料電池車優勢何在?概括起來有三個最主要的優勢：首先是原料來源較為清潔，除了化石燃料裂解之外，生物質和生活垃圾生成的沼氣、工業副產品、褐煤等可以被用來制成氫氣，而風電和太陽能也能用于水解制氫，后面幾種途徑相對環保。其次是氫燃料能量密度明顯高于傳統電池，經過3分鐘充氫，車輛能夠實現500公里以上續航里程。第三，沒有廢氣排放，理論上生成物只有水。

當然，目前氫燃料電池在成本、設施等方面還未臻成熟，因此豐田正在推進構建氫能源社會，甚至還打算會同其他企業一同參與。

東京車展上豐田關于氫燃料電池的演講聲音仿佛還縈繞耳畔，而旋即這家公司又圍繞氫燃料電池落實了一項大動作——在終極市場中國，始啟動氫燃料電池車的實證實驗。10月30日豐田宣布，位于常熟的豐田汽車研發中心(中國)有限公司(以下簡稱“TMEC”)的加氫站落成。

根據規劃，豐田將在2017-2020年三年時間里，在中國用“MIRAI 未來”氫燃料電池車展開一系列測試，課題包括“中國使用環境下的車輛行駛調查”、“氫燃料品質調查”、“各種品質耐久性評測”等方面。和之前的呼吁一致，豐田也希望在中國同政府、汽車行業聯合摸索、構建“氫能源社會”。

圖注：豐田在中國研發中心設立加氫站

關于是否會將氫燃料電池車引入中國，豐田中國董事長大西弘致表示：“我們希望以長遠目光開展相關工作，將參考此次實證實驗的成果，并將可行性研究的對象擴大到巴士等商用車，積極探討向中國引進的可能性。”

其實在發展燃料電池的道路上，豐田并不孤獨。越來越多的企業參與到氫燃料電池產業鏈中，則是提供了一個正向發展的背景氛圍。不僅是豐田在做類似橫濱Hama Wing這樣的項目，奧迪也于2011年打造了“全產業鏈零排放”項目，在北海建設離岸風渦輪機組，風力發電部分被用于電解制氫或制造甲烷(e-gas)，制氫的目的也是為了推廣氫燃料電池車。此后，戴姆勒、福特等還結成同盟聯合開發氫燃料電池車。

中國國內也是很早就開始針對燃料電池展開探索，包括航天部門、海軍研發機構以及上汽等車企都有所涉獵。據豐田稱，現在北京、上海、廣州等城市共建有6座加氫站，此次在TMEC落成的加氫站是豐田在中國建成的首個加氫站，加入到中國在氫燃料電池事業的探索中。

風能、太陽能、核能占比越來越高，可再生能源和部分市場電力供應充裕為構建氫能供應鏈體系提供了先決條件。化石燃料的儲量有限性、社會對低碳模式降低污染的需求又提供了推動力。有先決條件，有推動力，有自身優勢，有不錯的氛圍，氫能供應鏈體系自然有其存在的必要性和可行性，完全可以作為中國未來替代化石能源的出路。

如何讓成本降低99%

正如文首所提出的，限制新能源車發展的攔路虎之一，除了可以漸漸推進的配套基礎設施，便是成本價格，氫燃料電池較之電動汽車還少了續航里程焦慮的煩惱，以及插電式混合動力車不能完全脫離燃油的顧慮。

不過，氫燃料電池成本的大幅降低，是豐田迄今為止各項成績中最直觀、最令人嘆為觀止的部分。

筆者關注豐田和其他車企的氫燃料電池已有數年，豐田的燃料電池車實車驗證始于2007年，在2012-2013年時曾制定過重大節點。

據當時任豐田研發負責人的奧平總一郎提供的數據，2007年豐田每套燃料電池系統成本接近750,000歐元，2015年燃料電池車上市(即我們如今看到的Mirai)，電池系統造價控制在500萬日元以下，約合35,900歐元，或者相當于新燃料電池車整車成本(72,000歐元)的一半左右。早期氫燃料電池原型由于廢品率高、產量小、耗費先進材料多等因素，單價超過100萬美元，2015年則控制在51,000美元左右，降低了95%，或者縮減為2007年的二十分之一。

但豐田并不滿足于此。當時奧平還提出，在2015年之后，豐田計劃再花五年時間將燃料電池單元價格再降低80%，達到2007年的百分之一左右，到2020年燃料電池車整車造價將只有45,000歐元。

此次筆者在參觀TMEC過程中，中心總經理中尾清哉與先進技術負責人河合大洋證實稱，在2015年的基礎上，豐田計劃到2020年將燃料電池成本再降低二分之一，2025年再降低到2015年的四分之一。換算下來，雖然不如奧平總一郎之前預言的那樣激進，但是距離“削減99%”也相差不遠。這意味著，到2025年之后，氫燃料電池的成本將達到2007年的百分之一左右。

根據了解，豐田降低燃料電池成本的途徑之一在于降低鉑金使用量，改進鉑金材料的鍍層技術。當前鉑金在世界市場上售價為每盎司(約28克)上千美元，之前豐田氫燃料車型每輛車使用的鉑金為100克，未來將減少到30克左右。

另一個削減成本的方法在于借助之前的混動車技術，無論是氫燃料電池車、電動汽車還是插電式混合動力車，都與豐田賴以聞名的油電混合動力車在電機電控方面存在較大的通用性。TMEC技術人員告訴《每日汽車》記者：“以HEV為基礎，拿掉汽油機總成，放大電池電機，便是EV;將HEV電池電機放大，并且汽油機關聯到電池，可以對其充電，則是PHEV;用氫燃料電池取代汽油機給電池充電，則是FCEV。”

得益于削減昂貴材料和提升通用性的特點，豐田才能夠取得今天成本控制的成績。從這一過程中我們能夠看到，氫燃料電池在豐田手里形成了極為完整嚴密的體系，包括和HEV、EV、PHEV通用零部件，組建起“大EV”的概念，以及從風力發電等多種一級能源獲取制氫途徑，并通過改進催化劑、提升通用性等手段大幅度削減燃料電池成本。氫燃料電池和其他新能源一樣都是利弊共存，不過在豐田手里玩轉的程度令人驚嘆，這是一種生態的締造。

仍有天塹待跨過

豐田對于氫燃料電池的構想相當嚴密，并且推進的策略全面而穩妥。然而畢竟所有的新技術在從研發到落地的過程都相當漫長，氫燃料電池的險阻又在哪里?

首先，氫燃料電池的成本與設施兩大攔路虎目前還沒有完全克服，這些在前文已經詳述。

其次，氫燃料電池有一個效率方面的弱點，如果作為車輛動力，最好是車輛維持固定的工況，方向不變速度不變，這樣熱效率才會高，否則切換方向和速度，效率會下降。誠然，所有的熱機在工況變化下都會出現熱效率下降，內燃機可能從35%到40%下降為13%左右。但是氫燃料電池究竟在這方面和內燃機相比優劣如何，還需要更多的實測進行確認。

另外，在最初始的來源上，氫燃料只能在部分原料供應渠道實現真正的清潔，比如風能、天然生成或生活生成的沼氣等。在“電力充裕的國家”，其實煤炭火力發電占據主導，如果電解水的電能部分來自于此，則和電動汽車在能量初始來源上沒有太大區別，反而還多加了一道關口，有能量耗損。

太陽能也是被高估了清潔性，因為太陽能光伏板中的硅提煉，本身就需要大量的電能。所以，氫燃料在供應鏈體系中，源頭有清潔的，有不那么清潔的。豐田等車企需要量化計算電解水和制氫的能源分布，以判定清潔程度。

圖注：豐田構建低碳氫供應鏈

一個較為復雜的問題則是在于安全。

從理論上說，氫燃料電池是在安全方便下了很大功夫，豐田在這個領域做了很多功課。比如為儲氫罐設計加強的車身結構(抗撞擊)、撞擊后燃料電池組松脫的機制(躲撞擊)、110攝氏度能融化的金屬栓(高溫下排空氫氣防止儲氣罐因高溫高壓爆炸)……豐田甚至還演示過子彈射擊儲氫罐的應力和爆燃實驗。

但是，氫燃料電池現在的安全，是寄托在許多環節都不出差錯的前提之下。比如僅以《燃料電池電動汽車·安全要求》對加氫口的要求，就從加氫口的氣密性、耐溫性、相容性;加氫口非金屬件耐氧老化性、液靜壓強度;連接件耐振性、耐異常壓力、磨損耐久性等方面提出高要求。然后還有車輛的儲氫罐、制氫站設備等各個方面都不能存在問題。

確實，氫氣要發生燃爆，需要有4-75%的濃度等等等等條件，只是氫氣燃燒速度是汽油的好多倍，而且火焰的透明度和色度很難被發現，在滅火方面也有難度。假如以后加氫站和氫燃料電池車很普及，那么必須始終保持每一個系統每一個環節都不出差錯，否則結果有可能是災難性的。

圖注：豐田將新能源做到模塊化和通用化

因此氫燃料電池的安全性就像航空航天對比鐵路公路，其實民航飛機事故率低于汽車，但是一旦出現嚴重事故，那結果就不堪設想。盡管民航的成功或許意味著氫燃料電池也不該受阻，但廠商一定要謹慎思考怎么宣傳好安全性，以及怎么確保自己的整個體系中每一個環節都不出差錯。很多時候，一些技術應用在走向市場的時候，也要看消費者的接受心理。如果在安全上不能令消費者放心，即便它客觀上是安全的，也很難獲得商業成功。

不過，盡管氫燃料電池距離充分推廣還有較長的路需要走過，但是豐田在這個領域的努力與智慧，無論是從“大EV”的模塊化通用性路線，還是對氫燃料社會生態的構建，都值得中國汽車行業乃至整個社會去借鑒與參考。

在宣傳氫燃料電池車的結尾，豐田用H2OPE來形容氫燃料電池給人類社會未來的希望。當這份希望已經隨著TMEC接近中國時，我們是否應該用更積極主動的姿態，憑借自主力量去把握住它呢?

(新媒體責編：wb001)