氢能视界 | 燃料电池汽车的梦想与希望

郑贤玲

作者：郑贤玲

编辑：李铭沨

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研究表明，从科学家提出一种思想到成为商业化产品平均需要75年，从工程师采用科学家的思想建造出模型并进行实验到商店出售成品平均需要50年，从工厂拿到模型并使之商品化到商店出售产品平均需要15年时间。但氢能不仅仅是一项技术、一个产品，而是一项能源产业庞大的系统工程，所以氢能产业化的路径特别漫长。直到今天，氢能核心条件已经基本成熟，氢能产业化充满希望，但也仍然充满了荆棘和挑战。

1 Mirai，感受到未来的风

今天只要提起氢燃料电池汽车，几乎所有的人都会说到日本丰田的Mirai，丰田已然就是燃料电池汽车的先锋，对也好，错也罢，仿佛燃料电池汽车就是日本或丰田的事。

其实，早在1966年通用汽车就推出了燃料电池汽车，一辆叫Electrovan的面包车，也正是有了这辆车，第一次石油危机的时候John Bockris有底气提出“氢经济”的概念；1978年爆发第二次石油危机时，宝马在搭载了3.5升发动机的5系上放入了超绝缘低温储氢罐，打造了可使用汽油和液氢双燃料的520小时；1994年，戴姆勒－奔驰推出了当时全新的电动汽车代表——带有电力驱动和燃料电池组的NECAR研究车。直到现在，通用、宝马和奔驰一直没有停止对燃料电池汽车的研究。上世纪90年代，中国科学院大连化物所的衣宝廉就研究出了中国第一辆燃料电池面包车。

不过，日本的燃料电池汽车经历了更加完整的产业化过程。1988年丰田最高技术负责人的盐见正直考虑“在未来石油资源消耗殆尽后采用什么能源驱动汽车？”的问题，时任会长丰田英二也提出了同样的担忧，在美国风向标的指引下，丰田提出了“Global 21”计划，这是一个以“天然资源”和“环境”为关键词的产业计划，把混动汽车（HV）、电动汽车（EV）和燃料电池汽车（FCV）定为“Global 21”项目的三大关键领域。在社长丰田章一郎的鼓励下，1992年丰田便开启了燃料电池研发的征程。

1996年丰田便推出了基于RAV4改装的燃料电池汽车，功率29kW的燃料电池续航里程达到了173km；1997年还是基于RAV4的改装，功率25kW，续航里程达到了500km；2001年又连续改装了三款燃料电池汽车。

2001年4月，小泉纯一郎就任日本第87届内阁总理大臣，他连续多次强调氢能和燃料电池技术对于日本能源未来的重要意义，并号召各各政府部门共同协作，完善相关法规，推动燃料电池技术的发展，他提出在2015年之前将燃料电池技术彻底实用化，实现燃料电池量产车型的发售，并承诺以政府名义购入一批燃料电池车。2002年12月，一辆银灰色的SUV燃料电池汽车停在首相官邸外，但这是一辆不计成本的燃料电池汽车，首批100辆，每辆造价高达1亿日元（大约650万人民币）。

燃料电池跑起来的问题早就解决了，但要实现产业化就必须与燃油车的性能、成本、驾驶体验作比较。14年的时间，要解决的问题太多了，降成本、减少燃料电池的体积、氢气储存的安全性、加氢站的安全性、还有低温性能。

“不能成为量产化商品的技术不是好技术”。为了降低成本，MIRAI和混动车型共用了大量零配件，例如马达、蓄电池和动力控制系统来自雷克萨斯RX和凯美瑞的混动车型。此外，丰田还对Mirai的制造流程和部门协作流程都做了调整，以此来打破1亿日元成本的泥沼。

燃料电池汽车的核心驱动装备是燃料电池和储氢系统，Mirai在结构上重新设计，将燃料电池电堆移到位于车身中央的前排座椅之下，降低车身的重心，既能抑制转弯时车身的晃动，也能给人一种类似于赛车的抓地力强的感觉。将主氢气罐移到后排车椅的正下方，然后把后排座椅由3人连坐改为和雷克萨斯LS车型相同的两个左右独立的座椅，既能给氢气罐的控制系统留下空间，也能营造出一种豪华轿车的高级感。

要解决续航里程又要让储氢空间小，就必须高压或低温液化储氢，但氢的液化温度达到-253℃，比天然气低了近90度，液化的成本非常高，Mirai采用70MPa储氢瓶，相当于潜水用空气瓶气压的4倍或者海底7000米左右的水压。在这样的超高压条件下，为了防范受到冲击变形，氢气罐采用了3层复合构造，中间核心层使用碳纤维增强塑料保证罐体本身的强度，最外层使用玻璃纤维增强塑料加固罐体的表面，里层采用塑料内胆对氢气进行密封。

这种结构下，时速80公里的车辆碰撞氢气罐表面也不会产生凹陷。即使在极端条件下氢气罐被子弹打穿，里面的氢气也会迅速逸散到外界环境中，既不会发生爆炸，也不会产生火花。除了瞬间碰撞，在车辆起火等长时间高温的环境下，氢气罐内特殊的阀门会在高温下被融化，氢气顺着阀门被引流到外面，之后氢气罐就像火焰喷射器一样向外喷出火焰，而不会发生爆炸。

但2011年3月的日本福岛核电站氢气爆炸像一个笼罩在日本民众心中巨大的阴影，而且日本还有一部人气漫画《骷髅13》描述身为杀手的主人公在几公里之外通过狙击氢气罐便可以使燃料电池汽车发生剧烈爆炸。当时日本民众对于氢气的安全性能非常担忧，在普通大众看来，燃料电池车里面的氢气罐无异于在车里装着炸药包上路，加氢站被认为不安全。

实际上，福岛事故中的氢气爆炸的主要原因是用于冷却的氢气被困在密闭的厂房内，而加氢站在建造采用开放式结构，就算罐体发生泄漏，氢气也会以极短的时间排放到大气中，不会形成剧烈爆炸。

一般来说，直到发售日之前，新车的信息不会被提前公布出来，但为了让民众了解氢能的安全，在Mirai正是发布前的2013年8月30日，丰田邀请了来自日本国内外的新闻记者，在东京晴海码头召开了一场特殊的FCV原型车试驾活动，来证明燃料电池汽车的安全性。

燃料电池冷启动的原理是，通过化学反应生成的水纯度很高，如果这一过程不受外界干扰，即使温度降低至零下20度，水依然可以保持液体的状态。但到了真实的低温环境，没有人对燃料电池实际运行有把握。眼看距离小泉纯一郎2015年的目标不到一年的时间，2014年的3月，在加拿大黄刀镇零下34℃下，Mirai在外面连续停放了17个小时后，研发人员提心吊胆地启动了燃料电池发动机，大约30秒，车内“走行可能”的信号灯亮了起来，研究团队十年的奋斗目标得以实现。

2014年11月1日，距离小泉纯一郎2015年的目标还剩两个月的时间，在被誉为日本拉力赛最难赛段的“雁峰林道”上，一辆赛车飞驰而过，不过它并没有引擎的轰鸣声，空气中只有雨水的淅沥和地面上的泥水被轮胎挡泥板拍打的声音。手握方向盘的赛车手正是丰田现任社长丰田章男。他从车上下来之后，露出满意的神色，他笑道：“感受到了未来的风！”

也许，那些得以实现的科学实验也遵循着梭罗那句人生格言：“正是一个人怎样看待自己决定了他的命运，指向他的归属。”2014年11月18日，距离小泉纯一郎的约定还剩一个多月的时间，丰田正式公布旗下燃料电池汽车品牌Mirai的详细参数和销售计划：一次充氢时间大约3分钟，续航里程650km，官方售价723万6000日元（约47万人民币），算上国家补贴202万日元和地方补贴101万日元之后，消费者实际支付的金额大概为420万日元（约27.3万人民币）。燃料电池汽车采购成本下降了90%以上，燃料电池消耗的是氢，排放的是水，完全没有污染，Mirai（未来）是否代表着汽车产业的未来呢？

表1 丰田燃料电池汽车发展历程

2 丰田章男遇劲敌

企业如同人生，各种机缘真是难以预测，创立于1937年的丰田在世界汽车行业中书写过无数的光荣，丰田章男更是在日本“失去的30年”中在世界傲然地存在，把丰田带到全球市值第一的汽车公司，然而，2020年6月10日，丰田市值被来自创立于2003年的特斯拉超越，失去了全球车企第一市值的宝座。同样是新能源汽车，以特斯拉为代表的锂离子电池汽车像一股历史的洪流席卷全球，也带动中国新能源汽车实现了“弯道超车”，蔚来市值超过宝马，宁德时代市值超过万亿！

在人类历史的浪潮中，我们无法预期自己会被卷入哪一个浪潮。对于电动汽车，丰田章男在2010年就与特斯拉合作并成为特斯拉的股东，特斯拉为丰田开发了RAV4动力电池，但无奈日本市场对电动汽车不买账，丰田章男与马斯克停止了合作并于2016年出售特斯拉的股票……

与特斯拉分道扬镳后，丰田章男并没有停止对电动汽车的研究，考虑到整车厂都不愿意花大量的研发在小规模销售的电动汽车上，丰田联合了马自达、电装、铃木汽车、日野汽车、大发工业、斯巴鲁汽车、雅马哈发动机、五十铃形成以丰田为中心的九家企业电动汽车的“日本队”。考虑到电池供应瓶颈，一辆电动汽车需要的电池是混合动力的50倍，丰田选择了混合动力和燃料电池，然而本次新能源汽车最大的引擎中国坚定地选择了纯电动汽车。

我时常在想，为什么命运就没有让我卷入马斯克掀起的新能源汽车的巨浪中而是这个命运多舛的氢能浪潮呢？2013年我离开了证券基金行业，我的同事周佳跟我同一年离开鼎晖，他成了宁德时代的总经理，2021福布斯中国最佳CEO榜排名第40位，另外一个同事潘健也曾经是宁德时代的副董事长；而我却因为参观丰田被卷进了世界氢能浪潮，每天苦巴巴地在电脑上写文章，在特斯拉、比亚迪、宁德时代们登顶汽车行业高峰时，希望能够看到氢能燃料电池汽车也有丰盛的一天，希望丰田、现代、巴拉德、普拉格、亿华通们能将零污染的燃料电池汽车变成人类广泛应用的交通工具。

以电化学技术为核心的光伏行业，晶硅路线跑赢薄膜路线，单晶又跑赢了多晶，一个又一个造富神话起来，又一次一次被替代、被颠覆，相比之下以机械技术为核心的风电则是渐进式的发展，要安全得多也稳健得多。到2020年全球电动汽车保有量达到1023万辆，而燃料电池汽车仅32535辆，这么大的悬殊，是否还有必要发展燃料电池汽车呢？

就在特斯拉市值超过丰田的同一时期，埃隆·马斯克在社交媒体上公开表示：“燃料电池=愚蠢的销售”，同年7月又补充说：“氢电池愚蠢的销售毫无意义。”他甚至不看好氢能源，他说：“当你裂解碳氢化合物时，你并没有真正解决化石燃料的问题。至于电解，效率太差，分解氢和氧需要消耗大量能量。制造氢气并将其转化为液体所需的能量是惊人的，这是我能想到的关于能量储存的最愚蠢的事情。”

2021年的3月11日，马斯克又在推特上表示，燃料电池是“智商税”，用在汽车上是一个愚蠢的选择。在他看来，燃料电池就算是用在火箭上也不是很好的主意，但至少不像用在汽车上那么荒谬。大众汽车集团首席执行官赫伯特·迪斯也认为，燃料电池汽车的原理太不合理，他表示：“氢能源汽车已被证明不是实现气候中和的解决方案。电气化已经站稳了脚跟。”他2021年3月说，十年内都不会看到任何氢气在汽车上的应用。

这个网红时代，有着改变世界能力的马斯克一举一动都受到关注，也影响着世界的价值观，人们都等着看燃料电池汽车的笑话，等着看丰田的笑话。然而，2022年2月，北京冬奥会共计投入使用816辆氢燃料电池汽车作为主运力开展示范运营服务，这是迄今为止在重大国际赛事中投入规模最大的燃料电池车队，其中，大巴车数量创下有史以来氢燃料电池大型客车服务国际级运动赛事数量最多的纪录。

本次冬奥会的延庆、张家口赛区多为高寒山地，路况存在低温多雪、坡陡路滑的情况，有些路线海拔相差近2000米，这对车辆的耐低温性、动力输出、爬坡能力等提出了极大的挑战。此次车辆服务路线分为山地赛区和平原赛区，其中工况条件和气候条件最差的区域-山地赛区由燃料电池承担。因为氢燃料电池汽车可实现-30℃低温启动、-40℃低温存放和停机自动保护，大巴车续航里程可达400公里以上。

本次奥运会燃料电池汽车整车主要由丰田汽车、福田汽车和宇通客车提供，燃料电池则主要由亿华通、丰田和国氢科技提供。但这是一项系统工程，国内外很多氢能相关企业都为燃料电池汽车提供了氢气输运、加氢站和汽车零部件服务，我们中集安瑞科也为奥运会燃料电池汽车的运行提供了储运装备和加氢设施。

2022年4月初，马斯克突然在推特表示，经过多年的怀疑特斯拉2024年将转向氢燃料电池车，并让大家关注ModelH。也许是冬奥会的示范让马斯克改变了认知，也许依然是他在愚人节的冷嘲热讽。

不过，对于氢能的趋势，马斯克的认知已经不重要，重要的是世界更多的工业巨头和能源企业已经投资巨资在氢能领域，这包括现代汽车、康明斯、博世、佛吉亚、蒂森克虏伯、西门子、川崎重工、三菱重工、千代田化工、SK集团等。宝马董事长Oliver Zipse表示：“在已经持续了大约十年并迅速扩大规模的电动汽车之后，下一个趋势将是氢能。当它的规模更大时，氢气将成为最时髦的驱动力。”Zipse还强调，氢气比电力有显著的优势，因为电力需要一个庞大的充电网络。

丰田章男在2019年5月的决算发布会上曾经反思燃料电池进展缓慢的原因，他说：“我们在销售过程中局限于将成品批发给经销商，再通过经销商交付给个人客户的方式，这是老办法的失败。”

如果爱迪生发明了电灯泡而没有发明输电系统，是无法点亮全世界的，同样只有燃料电池汽车，没有燃料电池汽车应用条件是很难发展的，建加氢站的流程、成本、技术难度都远远高于充电桩，这是马斯克们不看好燃料电池汽车的一个重要原因。而至于能量转换效率的说法，对普通消费者来说从不纠结单项技术指标，他们需要的是安全性、综合性能、成本以及驾驶体验的选择。

因此，丰田认识到不仅在个人客户中推广使用燃料电池汽车产品，还要在公共和企业部门推广，促进基础设施建设。能源企业和工业企业的大举进入，人类和地球的能源体系将被重新设计。

3 Nikola，PPT造车的"坏小孩"

“华尔街+硅谷”创造过无数的奇迹，资本将科技变成产业、创造财富，并实现财富的增值，这是美国式的创新机制，这个机制激发了科技巨大的进步，推动了互联网经济和新能源经济的快速成长。然而，就像我一直相信能量守恒一样，机会和风险从来都是对等的。但巨大的诱惑力总是诱导人们挺而走险，具体到新能源汽车，“PPT造车”成为一种现象。

NIKOLA便是这样企图借燃料电池技术一夜暴富的企业，在采用Nikola这个名字的时候与Tesla一样是为了致敬科学家Nikola Tesla，创始人特雷弗·米尔顿设计了一个几乎让燃料电池汽车破局的生态链。

Nikola于2015年由特雷弗·米尔顿（Trevor Milton）在他的地下室创立，其核心愿景是打造氢动力的重型卡车制造商。2016年A轮融资，打造NIKOLA商用汽车原型车，与美国最大的卡车租赁商Ryder签署销售和服务协议，估值就达到3亿美元，融资1600万美元；

2017年B轮融资又引进世界电解槽龙头企业NEL、全球汽车技术龙头企业BOSCH、全球领先的控制和制动系统制造商WABCO，NEL宣布成为加氢站的唯一供应商，实现上下游产业链合作，估值达到9亿美元，融资4400万美元；

2018年C轮融资，拿到百威英博800辆大额订单，与NEL签订加氢站开发协议，估值11亿美元，BOSCH、NEL和全球领先的光伏企业生产商Hanwha参与投资，融资2.14亿美元；

2019年D轮融资，Nikola推出二代产品，这是一辆极具视觉冲击力的载货汽车，一经发布就震动了全行业，估值达到30亿美元，全球顶级的商用汽车企业依维柯欧洲合资企业CNHI/IVECO入股，融资2.5亿美元；

同时，Nikola产业链生态构建还吸引了全球第一的驾驶室与汽车底盘生产商EDAG、全球最大的测试设备商AVL。这是一个非常豪华的生态链阵容，通过订单构建了产业链的闭环。2020年6月9日 Nikola获得超过1.4万台氢燃料重卡订单，价值超过100亿美元，这些订单需要该公司花2.5年才能完全消化。2020年7月Nikola借壳上市时估值达到33亿美元，上市不久Nikola市值就超过美国第二大车企福特，达到340亿美元。

当年9月，通用汽车与Nikola Motors（尼古拉汽车）达成战略合作协议，未来双方将构建战略合作伙伴关系，共同研发并生产燃料电池动力版本及纯电动版本共计两个车型的Nikola Badger新能源皮卡。据报道，本次双方签署的战略合作伙伴协议中还包括通用汽车认购Nikola Motors股票的相关内容。Nikola Motors方面称，通用汽车未来将认购Nikola Motors共计4769万股占Nikola 11%的股份，整体作价达到20亿美元。

然而，PPT造车实在是太脆弱了，2020年9月10日，沽空机构Hindenburg Research发布电动卡车制造商Nikola的做空报告，Hindenburg Research在报告中揭示了为什么他们相信Nikola是一个错综复杂的骗局，其建立在创始人和执行董事长特雷弗·米尔顿职业生涯中的几十个谎言之上。这家机构通过电话录音、短信、私人电子邮件和幕后照片等大量证据，认为Nikola在其半挂卡车、电池技术、氢气生产、Nikola One甚至其数十亿美元大订单等诸多方面存在造假行为。

比如米尔顿在7月说他们在德国已经有5辆Tre卡车下线了，但实际上负责卡车生产的合作方博世的人却证实；2016年Nikola展示过一辆氢燃料电池卡车的原型车，实际上就是个假模型，2018年他们又发布了一条视频广告，就是那台原型车在路上跑的画面，实际上车根本不会动，而是被放到了一个斜坡上拍出来的效果；还有Nikola声称核心技术都是自己研发的，但是逆变器用的却是Cascadia的，还用胶带把对方logo遮住了……还有，有关氢气的价格，也是一个谎言。

迫于市场压力，米尔顿最终于2020年9月从Nikola公司辞职。而Nikola则支付1.25亿美元来了结对其误导投资者的指控。2022年10月，特雷弗·米尔顿被判有三项刑事欺诈罪，指控他为了个人利益散布有关这家电动卡车初创公司的谎言。纽约曼哈顿的一个联邦陪审团裁定Trevor Milton犯有两项电汇欺诈罪和一项证券欺诈罪，审判日前被确定在2023年1月27日，最高可判20年监禁。

我感叹于美国法律的严肃性和震慑力，但也不得不为特雷弗·米尔顿深感遗憾，所谓智者千虑必有一失，他被指控造假的既不是燃料电池技术本身，也不是商业模式的缺陷，而是在一些操作过程中的细节上，如果稍微有一点耐心，如果愿意给自己再多五年的时间，他完全用不着造假。

实际上，燃料电池高能量密度能够较好地满足重型卡车长途重载的要求，就在2020年7月6日，现代汽车将世界首次量产的氢燃料电池重卡“XCIENT 氢燃料电池重卡（XCIENT Fuel Cell）”10台装运出口瑞士，续航突破400公里。

2022年中国燃料电池汽车示范中，共完成5009辆销售，其中重型卡车销量就有2465辆，分别在半挂、环卫、物流、自卸、冷藏等多种场景得到实际应用。

2022年，在欧洲比Nikola技术门槛更高的液氢驱动重卡成功研制，戴姆勒卡车公司与液化空气公司（Air Liquide）共同庆祝了GenH2系列卡车第一次成功的液态氢加氢过程。在此过程中，零下253摄氏度的低温液态氢被注入安装在底盘两侧的两个40kg重的油箱，GenH2系列卡车的发展目标是最大续航里程达到1000公里以上。

由宝马集团牵头，在德国研发18吨和40吨氢能内燃机重卡的一项联合研究项目，得到1130万欧元的国家资金支持。这项名为HyCET的项目希望研发和测试氢能卡车，旨在证明氢能卡车在运输物流中的适用性。加入该联合研究项目的其他公司还有道依茨、DHL、KEYOU、道达尔能源、沃尔沃集团。

4 Clarity停产引轩然大波

本田从1999年开始研发燃料电池汽车，在使用巴拉德系统的同时也一直坚持自主研发燃料电池系统，并在1999-2003年间坚持每年推出一款新的燃料电池汽车，每年都有明显的进步，并且在2003年的FCX-V4之时，技术参数与现在的燃料电池汽车已经非常接近。

2003年后本田停止了对燃料电池汽车持续的更新，直到2007年再次推出了一款燃料电池汽车Clarity，这个名字也一直沿用到现在。2007年之后，本田再次“断更”，直到2015年重新推出了新的Clarity FUEL CELL。2016年3月，Clarity开始交付政府级别的客户，2016年12月，本田首辆氢燃料汽车2017款Clarity 开始交付普通消费者。Clarity3到5分钟充满氢，单程最长可行驶588公里。

2021年7月8日，我在北京大兴参加“2021H2—ECO首届国际氢生态年会”，来自欧洲、日本、韩国和国内的氢能和燃料电池专家和企业家们正在畅谈氢社会，我的手机上不停地有人发来关于本田放弃燃料电池车型Clarity的消息，不同的和相同的标题，同样的内容：《本田宣布终止生产氢燃料汽车，日本点错科技树开始倒退？》、《本田宣布终止生产氢能源汽车》……

真是一石激起千层浪，打开朋友圈，果然也有好多人正在转发类似的文章，各种评论，有的说燃料电池不适合乘用车，本田走错了路；有的说因为燃料电池汽车成本比纯电动贵，没有人买单；有的说氢太贵，用不起，燃料电池只适应于特殊场景，短期内绝对不会成为主流，仿佛对很多人都在预料之中，只有我显得如此愕然。

尽管在氢能行业我们每天都可能获得一些行业内的好消息，但本田的一个负面消息足以让人们担忧燃料电池汽车的未来，一条负面消息的影响力足以超过一百条正面消息。毕竟退出的是本田，毕竟是燃料电池汽车的先行企业，毕竟本田1999年便开始研究燃料电池汽车。

记得2019年5月的第26届日本氢燃料电池大会上，获得日本燃料电池创新奖的并不是丰田，而是本田，我一直想知道本田在燃料电池上有什么样的突破，出人意料的是，在接下来的两年时间里，我们听到国际市场关于燃料电池汽车的好消息都是来自丰田和现代的量产车，Mirai和NEXO，有关本田和Clarity的消息非常少，我曾经几次跟日本的朋友打探，回答我的是，本田的车设计上有些问题，好像是金属板生锈了。

实际上2021年的6月15日，本田宣布，将于年内正式停止生产氢燃料电池车 Clarity FUEL CELL，未来重点发展纯电动汽车。但与通用合作研发燃料电池商用汽车。而这一次正式宣布停产还是震惊了很多人，而且这条行业的负面消息在好几天都占据着新能源汽车媒体的”头条“，被支持纯电动发展路径的人大肆渲染。

尽管我非常清楚，光伏、风电、锂电也是经历了很多挫折和淘汰后发展起来的，但本田的退出还是让我心生不安，我担心不仅仅是技术没有突破，也有对燃料电池技术路径的认知问题，毕竟，与锂离子电池汽车比较燃料电池产业化已经被落下了。

刚好当天国家电投集团氢能首席专家柴茂荣博士也在大兴的会议上，我在会议茶歇期间向他了解情况，并想听听他对这件事的评价，柴博士冷静地说：

“没什么大惊小怪的。本田的四轮部门没有钱，燃料电池技术又不过关，4年前不锈钢双极板生锈问题一直没有解决，放弃是迟早的事，实际上他们3年前已经停止新车生产了，维持零部件的生产是为了市场上车子的维修义务，当时没有宣布放弃而已。一个新的东西，没有资金实力，能够坚持下去的不多。看看我国的新能源汽车企业，或者智能手机企业，这几年倒闭了多少?前进的道路上有企业掉队，不代表行业就一定不行。”

一些反对我研究氢能的人还在拿本田的停产来劝阻我，甚至有人把丰田和本田弄混了，说丰田燃料电池汽车停产了。直到2022年12月，本田一则‘将在最近推出的全新本田CR-V的基础上生产一款全新的氢燃料电池电动汽车（FCEV）“的消息才让我忐忑的心情平静了许多。

5 NEXO，总统代言的第一氢能汽车

韩国前总统文在寅说：“我是现代汽车，尤其是氢燃料汽车的宣传代言人！”

尽管都有摆脱能源约束的动力，但韩国显然带着要让氢能成为新的经济增长引擎的决心，而作为全球第三大汽车企业，现代汽车在燃油车领域很难超越欧美日企业，而在锂离子电动车领域又被美国和中国企业抢先，所以，他们决心要在燃料电池汽车领域实现超越。

现代汽车于1998年设立燃料电池汽车研发小组，2002年推出续航230Km的Santa Fe氢燃料电池，跑完了美国加利福尼亚汽车拉力赛全程；2004年12月，途胜FCEV问世，搭载自主研发燃料电池，并参与了由美国能源部牵头的FCEV示范项目；2013年，世界首款氢燃料电池量产车型——途胜ix 35 FCEV问世，实现最高续航里程594Km(NECD模式)，主售欧洲。

但显然，ix 35 FCEV并没有像Mirai那样给人横空出世的感觉，因为它依然叫“途胜”，不是燃料电池汽车的专属品牌，会给人改装车的感觉。2013年推出，当年销售17辆，2014年销售93辆，这一年年底丰田Mirai上市，当年销售7辆；到2015年Mirai销量达到507辆，远超途胜ix 35 FCEV的212辆，到2016年Mirai销量超过2000辆，中国燃料电池汽车销售也达到了629辆，ix 35 FCEV下降至148辆，现代燃料电池汽车与丰田差距被拉开。

2018年，现代燃料电池汽车NEXO上市，达到加氢5分钟，最高续航里程800Km的世界先进水平，采用第四代燃料电池技术，动力效率增加30%。这款SUV上市的第二年，销量就超过了丰田，至今保持燃料电池汽车销量第一的地位。

表2 现代集团燃料电池汽车发展历程

图1 中日韩燃料电池汽车销售比较

截至目前，NEXO在全球累计交付3.3万辆，仅去年一年销售量就超1万辆，世界燃料电池汽车万辆级台阶是由现代NEXO率先跨越的。在韩国，NEXO消费者对“高科技配置”、“具有未来科技感的外观”、“环保形象”以及“率先拥有未来汽车的自豪感”非常认同。据调查，在经过“试乘试驾”之后，消费者对NEXO的满意度高达78%。当前，NEXO车主的满意度为75%，在基础设施建设不足的情况下，稍低于纯电动汽车满意度。现代相信，随着氢能基础建设的日益完善，NEXO所面临的问题将不攻自破。

现代汽车将燃料电池汽车视为实现国际一流品牌跨越的战略契机，30年前开始关注燃料电池汽车；1998年设立燃料电池部门；2000年推出首款燃料电池原型车圣达菲FCEV；2013年推出全球首款量产燃料电池汽车ix35FCEV；2018年推出首款燃料电池SUV车NEXO，目前这款车销量全球第一；2020年推出燃料电池量产重卡XCIENT Fuel Cell，第一批投放瑞士累计行驶超过100万公里，每月减少排放130多吨二氧化碳；2021年在欧洲推出燃料电池客车ELEC CITY Fuel Cell。

2019年，在第二届中国国际进口博览会上，现代汽车分别带来了45概念车和hdc-6 neptune氢燃料电池重卡概念车，2020年个性化定制车型PBV，其强烈的动感设计极具视觉冲击力。

现代汽车对燃料电池汽车充满了信心，他们提出了燃料电池中长期规划，并在多领域应用和多市场推广上进行布局：

2020年12月，现代汽车提出了全新“2025战略”，发布了氢燃料电池系统专属品牌HTWO，并计划到2030年将氢燃料电池系统的年产能提升至70万套。

2021年1月20日，现代汽车与韩国东西电力公司和德洋公司共同举行了三方自主研发的氢燃料电池发电项目的竣工仪式， 并在当天正式投入试运营。

2021年3月2日，现代汽车集团全球首个海外氢燃料电池系统生产和销售基地——“HTWO广州”的动工仪式在广州越秀国际会议中心举行。预计到2030年总投资将达到85亿元人民币（含工厂运营费用），规划年产6500套氢燃料电池系统。

现代汽车集团（中国）曾在2021年发布“氢能愿景2040”，其中提及，“2028年之前所有商用车型将全部搭载氢燃料电池系统；到2030年，氢燃料汽车的价格将下降至纯电动汽车同等水平；2040年，纯电动汽车和氢燃料电池汽车将占现代汽车集团全球总销量的80%，在主要市场实现全面电动化”。同年，现代集团发布“2045碳中和宣言”，计划集团将在2045年实现碳中和。

现代汽车的燃料电池汽车超越日本，除了企业的产品和宣传外，基础建设和政府补贴比日本力度更大也是体现了韩国对燃料电池企业的国家意志更加强烈。日本Mirai每辆车政府补贴大约是整车的1/4-1/3，韩国对燃料电池汽车的补贴达到整车价格的1/2。另外，全球范围内，虽然韩国加氢站运行数量列全球第四位，但从加氢站辐射的平均面积来看，韩国每座加氢站平均服务面积为693.22平方公里，密度远远高于其他国家。

表3 2022年主要国家加氢站运行数量及平均辐射面积

6 中国，燃料电池企业主导的商用车路径

商用车，这不是一条轻松的路，首先生产资料对成本极其敏感；其次商用车的工况环境比乘用车恶劣太多；其三是商用车总量不多但型号太多，难以形成批量化。但因为现行法规的局限，中国燃料电池汽车选择了一条更难的路。今天全球大约20%的燃料电池汽车是商用车，这一业绩基本上是中国企业创造的。

而且与日本、韩国、欧洲大企业驱动、整车厂主导的燃料电池汽车发展路径不同，中国的新能源汽车发展路径与美国有相似之处，是一条创新创业的发展路径，整车厂并不积极，积极的是地方政府和科技企业，中国的燃料电池汽车是地方政府推动、燃料电池企业来主导的。

在上海、江苏、佛山、北京、河北等地方政府的主导下，中国形成了长三角、珠三角和京津冀等燃料电池产业集群，在东方电气、潍柴动力等大企业的主导下，构建了四川、山东等氢能产业集群。

2021年中国确定了上海、北京、广东、河北、河南五个示范城市群，对示范区内销售的汽车按照不同车型给予差别补贴。在地方政府招标、燃料电池企业投标的模式下，受加氢站条件限制，城市公交车、城市环卫车、城市渣土车、区间物流车（如码头、煤炭运输、冷链物流)等一些固定路线的车辆成为试点的场景。

到2022年年底，中国累计销售燃料电池汽车13947辆，其中乘用车不到500辆，主要是公交车和载货汽车。2022年5009辆燃料电池汽车仅车型就超过10种，目前只有上汽大通为乘用车设计了燃料电池量产化车型MIFA，但这也是一辆网约车。

图2 中国市场燃料电池汽车销售结构

目前，在中国虽然整车厂配套企业主要集中在宇通、福田、飞驰、上汽大通、金龙等企业，但更多的梦想体现在燃料电池企业，体现他们在科研投入、商业模式的构建、对核心零部件的带动、对燃料电池成本下降的持续推动。

在燃料电池企业的主导下，中国燃料电池在各种车型上验证了燃料电池的性能，搭载国内龙头企业燃料电池的车辆运行已经超过1亿公里，如：

到2022年，重塑集团的业务覆盖了中国的10省22市，以及德国、瑞士、克罗地亚、日本、马来西亚等海外市场；产品与技术已应用于汽车、船舶、工程机械、物料搬运、分布式发电等多元化的氢能科技领域，在车用领域已累计部署燃料电池汽车超3,500辆、行驶里程数超14,000万公里、减少碳排放超76,000吨。

搭载亿华通燃料电池的3000辆汽车在23个城市持续运营，安全运行里程超过1亿公里，安全运行时间超过230万小时。

国鸿氢能电堆率先得到规模化应用，2021年的运行数据就显示搭载公司产品的燃料电池汽车运行里程超过了1亿公里。

图3 2022年中国燃料电池汽车主要企业销量

多场景应用和多种车型配套是中国燃料电池的一个重要特点，根据工信部发布的《道路机动车辆生产企业及产品》统计，截至 2022 年 12 月底，全国共发布 791 款燃料电池汽车整车公告（不含底盘公告），其中搭载亿华通燃料电池系统的整车公告就有121 款。复杂的工况、多变的型号迫使燃料电池企业不得不研发更多的产品来适应更加复杂的工况环境，电堆功率从60kW到120kW、180kW，现在单堆功率最大已经做到300kW。

目前，中国燃料电池系统和电堆企业已经有60多家，其中亿华通、重塑股份、国鸿氢能、捷氢科技在系统销量上列第一梯队；国氢科技、潍柴动力、长城汽车、东方电气等大企业支撑下的氢能团队具有较强的研发实力和资金实力；还有一些在多地布局的企业和地方燃料电池企业龙头如爱德曼、氢途科技、明天氢能、风氢扬、攀业氢能、雄川氢能、雄韬股份、新源动力、众宇股份等都积累了大量的运行数据；独立的电堆企业氢晨科技、神力科技、清能股份、氢璞创能成为目前市场主要的配套商。

中国以燃料电池为主导的发展路径，车辆企业反倒成为了“供应商”，但这条路径带动了产业生态链真正的供应商——如催化剂、质子交换膜、膜电极、双极板、空压机、氢气循环泵等核心零部件的成长，并构建了以示范区为核心的燃料电池生态体系。但燃料电池企业无法主导整车厂的战略，也就是，中国燃料电池是一个从供给端的方案，对接市场还需要整车企业的行动。

图4 2022年中国主要燃料电池企业销量

到2022年，全球累计销售燃料电池汽车67488辆，至今没有一辆燃料电池汽车出现重大安全事故。过去20多年的发展中，燃料电池汽车遭遇了基础建设不足，氢气贵甚至无氢可用的困局，而过去2-3年内，大量的能源企业进入氢能领域，氢气供应的预期有了根本性变化：

博世与庆铃的合资工厂建立稳定排产的规模化生产模式，对国内“以销定产'的燃料电池企业和整车厂触动较大 ，让很多整车厂不得不重新思路自己的燃料电池汽车战略。

2021年7月宣布停产燃料电池汽车的本田于2022年12月宣布2024年重回这一市场，将在最近推出的全新本田CR-V的基础上生产一款全新的氢燃料电池电动汽车（FCEV），该车将于2024年在俄亥俄州马里斯维尔的性能制造中心（PMC）开始生产。

2023年4月宝马在上海车展宣布：BMW iX5 Hydrogen氢燃料电池车项目进入下一阶段，近100辆BMW iX5 Hydrogen氢燃料电池车组成的试点车队将在全球进行车辆展示与试用，试点车队将于今年来到中国。

今年3月24日，海马汽车公告，将与丰田汽车（中国）签署《关于在氢燃料电池汽车研发与产业化领域开展战略合作的框架协议》共同推动氢燃料电池乘用车快速普及和产业化。

经过燃料电池企业20多年的实践，燃料电池的核心材料和零部件以及储氢装置III型与IV型瓶加氢站等配套技术都日趋成熟，燃料电池的功率、冷启动、电堆寿命等指标均接近或达到国际先进水平，燃料电池系统成本已经从五年前的15000元/kW降至4000元/kW以内，未来几年每年还有20-30%的下降空间，燃料电池汽车的产业化条件已经基本形成，能源企业大举进入氢能端让改变燃料电池汽车能源补给的困局。

目前，上海汽车、长安汽车、广汽集团、中国一汽、东风汽车、长城汽车等都已经在开发燃料电池车型，核心条件已经具备，对整车企业来说，推出时机还需要等到基础建设和行业标准的更加顺畅，我们期待只排放水的燃料电池汽车迎来美好的未来。

本期参考资料：

懂车帝：《丰田燃料电池车MIRAI的前世今生》（2021年3月7日）

第一电动网：《丰田发展近30年的燃料电池汽车，到底颠覆了人类哪些常识？》2019年3月20日

片山修（日）著，陈知之译：《丰田章男》，中国科学技术出版社（2021年4月）

氢云链：《总投运814座！一文“数”读2022年全球加氢站投运情况》（2023年2月7日）

中国汽车流通协会汽车俱乐部分会：《我国氢燃料电池车累计推广破万辆 | 一图读懂》（2023年4月12日）

新华社媒体：强信心·走进百企｜北京亿华通“氢”装出发向未来（2023年3月28日）

产业观察者:《现代汽车氢战略，不仅笃定方向还要引领方向》（2021年9月13日）

玖牛汇：《本田燃料电池汽车发展历史》（2019年3月19日）