世界真的负担得起“氢”型经济吗
撰文/ 朱琳编辑/ 钱亚光设计/ 赵昊然来源/ Forbes，作者：James Morris
尽管纯电动汽车（BEV）的销售比燃料电池汽车（FCEV）成功得多，但人们对氢燃料作为化石燃料的绿色替代品仍有很大兴趣。上周，英国的首列氢动力列车进行了首航，而欧盟在7月公布的氢战略也在大力支持这项技术。
从用户的角度来看，氢气似乎显然是基于石油的内燃机的继承人。你来到一个加氢泵前，五分钟后你就能加满燃料，然后你就可以开走了，就像过去100年一样。但一些幕后的原因会告诉你，为什么对于个人交通工具来说，这并不是一个环保的未来。
我最近借了辆丰田的Mirai，这是世界上第一款量产的FCEV，我可以确认氢概念作为一种驾驶体验并没有错。Mirai非常舒适，尽管它在加速时发出奇怪的呜呜声，而且以电动车的标准来看，速度不是很快。
新款Mirai将于2021年推出，后轮驱动，续航里程增加30%，看起来更有前景。丰田暗示，这款车可能非常运动，是特斯拉Model S的潜在竞争对手。现代在SMMT Zero活动上展示的Nexo FCEV与Mirai同样豪华。
然而，目前在世界大部分地区，这些汽车对日常用户来说都是不可行的。目前英国只有10个加氢站，大多在伦敦附近，这意味着你得非常幸运才能住在一个加氢站附近。美国加州有42个加氢站，这使得拥有FCEV更为合情合理，而且加州也是这类车辆数量最多的地区（最新统计为8573辆）。
然而，一年前加州有22620个电动汽车充电桩，而在2020年10月，英国有19705个充电设备，分布在12444个站点。相比之下，无论是伦敦还是加州的加氢站数量都微不足道。此外，在紧急情况下，电动车可以用普通家用插头充电，而如果你的FCEV用完了氢，你就只能叫拖车了。
加氢站稀少，燃料昂贵
另一个问题是氢气的成本。在英国，它的价格是每公斤12英镑（约合人民币106元），而在加州的平均价格是16.51美元（约合人民币112元）。Mirai每公斤氢能行驶60英里（96公里），这是英国普通BEV每英里价格的5倍以上，在美国甚至更高，因为美国的电费往往更便宜。
事实上，在美国，使用化石燃料的汽车每英里的成本可能更低。IHS Markit INFO预测，到2030年，以可再生能源为主导的绿氢将具有成本竞争力，到2025年，价格将下降30%。但它需要便宜300%甚至更多，才能接近BEV的每英里价格。
所有这些问题都需要及早解决。FCEV基本上和十年前的BEV一样，如果销量上升，这些问题会慢慢消退。那样会有更多的加氢站，氢的价格会下降。而更大的问题是制氢技术的绿色认证。
制氢技术目前略为尴尬。一方面，你可以从天然气中获得氢，但制氢过程会产生副产品——一氧化碳或二氧化碳，这取决于制氢的方法，因此这失去了“零排放”的意义。这就是所谓的“蓝氢”，尽管相对于汽车排气管中产生的废气，一氧化碳或二氧化碳更容易被控制住，但制氢过程仍然会产生温室气体。
该图显示了纯电动汽车、燃料电池汽车和化石燃料汽车的相对效率
从环保的角度来看，更有前途的是“绿氢”。它是指用电解水产生的氢，制氢过程的副产品只有氧气。作为生产燃料的场所，加氢站需要水和电力供应。但这种制氢方法效率非常低，将水转化为氢和氧消耗了48%的电力。
无论氢的来源是什么，它都会损失大约50%的能量，这些能量应该在汽车的燃料电池中转化为电能来驱动发动机。燃料电池发电的副产品可能是无污染的水，但你在到达那一步的过程中，会损失很多能量，而且由于“蓝氢”的存在，也会产生一些温室气体。
可以理解的是，大多数氢的支持者更喜欢“绿氢”的制备方式，尽管它在能源使用方面效率更低，而且目前全球只有1%的氢是用这种方式生产的。不过，使用可再生能源制氢，FCEV就像可再生能源驱动的BEV一样无污染。
然而，由于在将电能转化为氢气的过程中会损失大量的电能，因此需要大量的能源来满足这种低效率制氢方式的需求。而可再生能源的供应虽然不少，但需求还不够大，受运输方式的限制，目前不能被全部利用。丰田公司声称在过去的十年里，有8.7TWh的风能被浪费，足以生产15.6万吨的氢气。
这是一个有效的论点——我们可以用氢气储存多余的能量，为以后的车辆使用做准备。如果一些更大的交通工具，如飞机和船舶也使用燃料电池的话，电池电量需求的大幅增加，再生能源的更好利用，可能会抵消绿氢的低效率。
氢电解和燃料电池的效率使其比电池浪费更多的能源
使用氢气来储存多余的电力供应仍然不是很现实，而且对于个人汽车来说，氢气与电池电力相比有太多的缺点。尽管电动汽车的充电基础设施还远未达到所需要的水平，但它比氢燃料补充技术领先了10年，而且很可能会继续领先。电力也比氢便宜得多，而能够在家里充电是一种改变生活方式的能力。
然而，最大的问题是FCEV比BEV浪费了多少电力——根据运输与环境的数据，前者是78%，后者是27%。在一个需要节约能源而不是浪费能源的世界里，这是我们负担不起的。虽然在没用电池的车型上推广氢燃料电池情有可原，但是在效率只有BEV的1/3的情况下，将FCEV作为电动车进行推广，对于更加环保的未来交通来说，是完全错误的方向。
