日本要把自己建成電動車的國家，馬斯克卻說他們是傻瓜

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20 年之前，豐田用寓意「超前」的 Prius 給自己首款混合動力轎車命名，寫好了環保汽車史的開篇序章；20年後，豐田再度用寓意「未來」的 Mirai 給自己首款燃料電池（Fuel Cell）汽車命名，這會帶來新能源汽車的又一場革命嗎？

日益壯大的 Prius 家族已經成為環保汽車的一面旗幟

日本是全球首個明確推進燃料電池汽車應用的國家，日本經濟產業省（METI）早在 2013 年就為燃料電池汽車產業制定了《氫燃料電池車普及策略》，並在 2016 年再度上調了發展預期。按照這份激進的計劃，日本將在 2020 年東京奧運會之際擁有 4 萬台燃料電池汽車，2025 年達到 25 萬台，而終極目標是在 2030 年達到 80 萬台的保有量。

而與之對比鮮明的是，日本國內現在只有豐田和本田兩家拿出了商業化的燃料電池汽車產品，且每家只有一款可選。

本田的 Clarity，是日本國內能買到的另一款燃料電池汽車

「燃料電池」是一個人人聽過卻無人能解釋清楚的玄學名詞。需要強調的是，這裡的「燃料」與「燃燒」沒有任何關係，燃料電池可以將燃料中的化學能直接生成為電能，與傳統電池類似「蓄水池」般儲存電能相比，燃料電池是一台可以發電的「造水機」。

當前燃料電池汽車廣泛採用的是氫-氧燃料電池，學過高中化學的我們都知道水的化學方程式是 H?O，而氫氧燃料電池產生作用的過程就是水被電離分解的相反過程。電池內部可以簡單分為正極和負極，正負極之間為電解質結構。

工作流程中，燃料罐中的氫氣會被引入燃料電池的負極，氫氣在此被分解為氫離子和電子，氫離子融入電解質當中，行駛中的空氣會被導入正極，其中的氧離子遇到之前融入電解質之中的氫離子合成為水，而電子則在從負極流向正極的過程中形成電流，驅動車輛前行。

「唯一排放給環境的是水」是所有燃料電池汽車必備的宣傳語，再加上氫為地球上含量最高的元素且氫氣為可再生能源，這都讓燃料電池汽車具備了極高的環保特性。

圖片來自：豐田 Miria 廣告

同時，燃料電池汽車也順道拿來了燃油車的幾大優點：首先是添加燃料速度極快，一般 3 分鐘左右即可完成加氣的過程；其次是燃料電池汽車的續航極為理想，目前量產車加一次氣可以達到近 700 公里的總里程；再次，氫氣罐的體積可控，與蓄電池汽車想要增加電池容量基本就要佔用更多空間不同，燃料電池更適合卡車、皮卡等貨用車輛。最後，燃料電池汽車在燃料衰減，易維護程度方面也直逼燃油汽車，在生命結束周期結束之後也無需像鋰電池一樣進行回收處理。

然而，看起來很美很環保的燃料電池汽車，卻遭到了電動車旗手，特斯拉 CEO 馬斯克的當頭棒喝，在接受汽車媒體 Automotive News 採訪時，馬斯克在鏡頭前公然宣稱燃料電池汽車非常傻（Extremely Silly），電動車陣營同室操戈，究竟為何？

圖片來自：YouTube

燃料電池的「燃料」是氫氣，但氫氣並不是一個可以從自然界直接獲取到的產物。從生成氫氣到灌注在車裡，消耗能源造成污染的環節還有三個。一是製造氫氣，二是壓縮氫氣，三是運輸氫氣，在現有技術條件下，這三個步驟的能源利用率都不高。

以最重要的生成氫氣來說，電解水和甲烷制氫是業界主流的兩種做法。電解水生成氫氣的能源轉化率只有 25% 左右，雖然已經有廠商試圖採用太陽能發電的方式來電解水，但是用電能電解水生成氫氣，再用氫氣發電的方式多少有點曲折。甲烷制氫的效率略高，而代價是會生成有毒的一氧化碳，如果採用燃燒的方式去除一氧化碳，又回得到更多的二氧化碳，都有些得不償失。

美國加州大學歐文分校（University of California, Irvine）APEP 研究小組（Advanced Power and Energy Program）的研究結果顯示，現有技術條件下，傳統充電式電動車是要比燃料電池汽車更節省能源的。

圖片來自：加州大學歐文分校 APEP 研究小組研究報告

幾乎每一個在北京購買新能源車的人都會發愁在哪充電的問題，而這個問題在燃料電池汽車上尤甚，畢竟燃料電池汽車需要的加氫站在當今世界可是個稀有物種。

對於城市的基礎建設而言，加氫站和燃料電池汽車之間的關係就是雞與蛋之間的關係，沒有足夠的車輛保有量，政府和商家看不到投資加氫站的獲利空間，反過來，沒有便利的加氫網路，私人車主也很難下定購買燃料電池汽車的決心。

由於氫氣本身易燃，再加上要用高壓液態的方式存儲，使得加氫站所用的儲氫罐和管路都必須採用高價材料搭建，單體成本遠高於特斯拉的超級充電站。

在豐田給予車主的加氫站地圖站點上我們可以看到，美國境內的全部加氫站都集中在以加州為主的西海岸周邊，車主想要橫跨東西海岸進行長途旅行尚且還是不可能完成的任務。參照特斯拉在完成美國主幹線的充電網路之後取得的井噴式銷量增長，當前燃料電池汽車要走的路道阻且長。

圖片來自：豐田美國官網

另一方面，產能過小導致的成本偏高也在燃料電池汽車本身上重演，豐田 Mirai 在豐田元町工廠的日產量只有 10 輛，運輸到美國之後的總車售價達到了近 6 萬美元，而這一價位在傳統燃油車中已經可以買到高配的豪華品牌車輛了。如同當年的 Prius 和新能源車在中國生根發芽的過程一樣，政府補貼是促進普及的重要舉措，也會成為行業能否崛起的勝負手。

對於任何一項意圖挑戰現有市場秩序的產物來說，只談成本未免有點眼界過小。回到篇首的問題，日本大力推廣燃料電池汽車除了為東京奧運形象宣傳助力以及島內能源匱乏使得傳統電池不易普及外，更重要的還是看重燃料電池汽車更優秀的用戶體驗，傳統燃油車的維護使用方式加上普通電動車的行動平穩性，從任何角度來說都是購車者的良好選擇。在銷量增長之後，成本的下降也必然可期。

而同傳統燃油車一致，核心技術上的困擾才是燃料電池汽車普及的最大障礙，造氫、儲能、電池核心元件、儲氫罐稀缺材料等多方面的問題都需要物理、化學、工程等多個基礎領域的跨域是發展才能緩解，如同特斯拉電池密度的問題一樣，成為未來幾年的長期桎梏。而一旦這些領域取得突破，燃料電池汽車一定會在主流舞台大放異彩，畢竟，跟著優秀的用戶體驗走永不會錯。