氫能真是無污染的能源嗎?

　　導語：氫能作為一種清潔、高效、可持續的能源，被視為21世紀最具發展潛力的清潔能源，所以一直以來有觀點認為，在新能源汽車領域，氫能汽車要優于電動汽車，氫能源汽車才是未來。不過現實卻是，氫能源汽車幾乎已經輸掉了這場戰爭。

　　1 2009年中國汽車產銷量超越美國，成為全球汽車產銷量最大第一大國。

　　與此同時，中國汽車的燃油消耗也達到了8000萬噸，占到了當時中國石油總需求量的1/4。此后隨著中國汽車保有量的快速提高，2020年，中國汽車燃油消耗已經占到了整個石油消費量的近60%。在能源供應日益緊張，特別是環保問題突出的局面下，大力發展新能源汽車就成了政府、社會的必然選擇。這也是如今電動車市場一派火熱，電動車企在資本市場上廣受追捧的根本性因素之一。

　　電動車雖然不使用燃油、零排放，不過在很多人看來，電動車并不環保，只是轉移了污染排放，因為在我國的電力能源結構中，以煤炭為燃料的火電占比非常高。雖然這樣的說法，已經被相關研究證明，并不準確(集中發電的效率更高、污染問題也更容易降低等等)，但嚴格意義上來說，電動汽車確實還稱不上絕對的環保，除非其電能完全來自風能、太陽能等清潔能源。

　　與電動汽車相比，氫能源汽車在網絡上頗受推崇，在很多人看來，氫氣燃燒后只會產生水，不會產生有害物質，另外氫元素是地球上最豐富的的元素之一，不存在短缺問題，更重要的是方便高效，幾分鐘的燃料加注就可以實現600公里多的續航，不像電動汽車在充電樁前耗費少則一個小時，多則十幾個小時的時間。所以一直以來有觀點認為，在新能源汽車領域，氫能汽車要優于電動汽車，氫能源汽車才能代表未來。

　　其實有關電能與氫能的技術之爭早在十多年前就已經開始，當時國內外有很多專家、學者、車企都站隊氫能源。比如豐田在2011年就生產了非常可靠的氫能概念車FCV-R，后來研發了量產車型Mirai，并于2015年投入商業使用;本田生產了兩款氫能燃料電池汽車Clarity Fuel Cell和FCX Clarity;韓國現代汽車也推出了使用氫燃料電池技術的ix35 FCV、Nexo……

　　但現實卻是，2020年全球電動汽車銷量超過300萬輛，保持翻倍式的增長。而與此同時，氫能汽車全球銷量尚不足萬輛，中國、美國兩大汽車市場銷量同比還出現腰斬，連號稱目前技術最成熟、領先的豐田Mirai全球銷量也只有1770臺，同比下滑29%。

　　更殘酷的是，氫能源汽車不是暫時的失勢，而是很可能已經注定了失敗的結局。大眾汽車在比較了電力和氫能的能源效率后表示，“結論很明確”， “就乘用車而言，一切都支持電池，而幾乎沒有支持氫的”。寶馬也表示，氫能汽車動力鏈的整體效率僅為電動汽車的一半。狂人馬斯克更是在2015年就表示，氫燃料汽車在新能源汽車領域中與電動車的較量毫無勝算，根本不足為懼，并認為做燃料電池汽車是一個極其愚蠢的行為。

　　2 為什么看似技術更為先進，產品更為環保的氫能汽車，會慘遭電動汽車碾壓，沒有成為新能源汽車市場的主流?

　　首先是能源效率問題，相比電動汽車，氫能汽車的效率要更低。曾有業內專家計算，電動汽車一旦開始啟動，車輛充電位置的電能供應將損失約5%，電池的充電和放電會損失另外10%，最后，電動機損失了5%。計算下來的總損失為20%。

　　而氫能汽車是將充電裝置集成在車內，最終的驅動方式與純電動車一致，都是通過電機驅動。根據相關測試顯示，如果用100度電制氫，然后存儲、運輸，加入汽車，再轉為電能，驅動電機，其電能的利用率只有38%。如果從氫注入汽車開始計算，利用率也只有57%。可以說，不論怎么計算都遠低于電動汽車。

　　第二點影響氫能汽車普及的就是成本。電動汽車技術原理簡單，研發成本低，產業鏈也更短，而氫能所需的技術開發難度、產業鏈以及由此帶來的成本都很高，特別是氫燃料電池發電的過程中會用到貴金屬鉑作為催化劑，而鉑較為稀缺，價格也就會比較高。比如2013年韓國現代下線的量產版氫燃料汽車ix35 FCV，其最初的售價高達85.5萬人民幣;豐田Mirai花了大量的力氣，最大限度地降低鉑的使用，但目前其售價依然高達55萬人民幣。另外氫能的價格要遠高于普通電的價格，有測算表明，其使用成本是電能的6倍多。

　　第三點就是配套設施。以中國為例，截止2021年1月，全國充電基礎設施累計數量為171.6萬臺，公共充電樁數量達到810903臺。反觀加氫站，截止2020年底，中國共建有加氫站104座。按照《中國氫能源及燃料電池產業白皮書》預測，2025年中國將建成200座加氫站。這無疑大大限制了氫能汽車的普及。

　　為什么加氫站如此之少?造成這一局面的原因除了氫燃料汽車在我國占有率低以外，運營成本居高不下則是阻礙加氫站大規模發展的主要原因。其主要包括建設成本高、運營維護成本高、成本回收期較長三部分。據悉，建設一個普通的充電站所需成本在100萬人民幣左右，而建造一個氫氣燃料站需要花費至少1000萬。

　　3 雖然氫能汽車看起來有諸多短板，但很多人或許認為其環保的特性是極為突出的。

　　畢竟氫氣燃燒不排放二氧化碳和其他廢棄物，只有純凈的水。但氫能真是無污染的能源嗎?答案是，目前的氫能幾乎都不環保。

　　世界能源理事會將氫氣按照生產來源分為“灰色”“藍色”和“綠色”三類。其中“灰色氫氣”是通過蒸汽甲烷重整(SMR)或煤氣化技術制取而來。該過程制造的氫氣成本較低，但是碳排放量最高。“藍色氫氣”，主要是采取蒸汽甲烷重整技術或煤氣化加上碳捕捉和貯存(CCS)制氫，成本較高，技術復雜。“綠色氫氣”確實足夠環保，其主要是使用可再生能源進行電解水制氫，二氧化碳零排放，但同樣成本較高。

　　目前灰色氫氣占到了全球氫能的99%，也就是幾乎都是通過石化能源來制氫。其中煤炭中含氫很少，煤種不同只有2%～5%，主要是用生產水煤氣的方式產氫，生產伴生大量CO和CO2。天然氣和石油組分中含氫較高，約在15%以上，以甲烷為例，與水反應生成氫氣和CO2，氫氣收率相對較高，但同樣會帶來污染。目前生產1kg氫伴生的CO2重量，煤制氫約為11kg，天然氣制氫約為5.5kg，輕油制氫約7kg……可以說制造氫氣的技術如果沒有革命性的突破，氫能談不上是清潔能源。

　　綜合來看，在與電動車的新能源未來之爭中，氫能劣勢明顯，可以說已經幾乎輸掉了這場戰爭。目前新能源車的發展路線已經非常清晰，電動車就是未來的主導，其它能源形式不再是趨勢，而混合動力也只是過渡階段。這也是為什么一些像日產這樣的車企巨頭宣布停止開發氫能汽車，集中精力發展電動汽車重要原因。