Hello，大家好！
今天是大年初四
还有几个小时
2022年北京冬奥会就要开幕了~
这场运动盛会，和汽车有什么关系？本届冬奥会车辆合作伙伴丰田，为冬奥会提供了2000+台的服务车队。这其中，有140台丰田Mirai与众不同：驱动它们的不是油不是电，而是氢。
服务冬奥会的丰田Mirai
除Mirai外，整个冬奥会期间还有近千台国产氢燃料客车进行服务。
服务冬奥会的氢燃料客车
在谈及电动车弊端的时候，氢能源总是被视为真正未来能源的那一个。今天我们就来看看，氢能源汽车究竟如何？氢能代替电吗？
汽车怎么用氢？
氢+氧反应可以生成水，这个基础的科学原理应该不用科普。而这个过程中产生的能量，可以通过两种不同的形式驱动车辆：
直接点！氢内燃机
既然氢气是一种可燃气体，自然可以通过内燃机燃烧使用。内燃机改用氢气并非什么难事，任何发动机稍加改造和调校都可以，原理和改天然气的出租车别无二致。早在2005年，宝马就曾生产了一批氢内燃机7系——Hydrogen 7。
直接烧氢的Hydrogen 7
去年，丰田章男亲自参与测试的卡罗拉氢燃料赛车，也是一台使用氢内燃机的赛车。
这台赛车已经参与过比赛
氢气直接用于燃烧的优点，不仅仅是环保。氢气热值极高，甚至三倍高于汽油。燃烧温度也远高于汽油，热效率天然较高。可现在，氢内燃机并非是应用氢气的主流，前景仅仅在于汽车赛事等领域。背后的原因：直接点氢气多多少少有点危险、氢气太贵烧不起……
转成电！氢燃料电池
氢燃料电池是如今氢能应用的主要形式。原理我们就不深入介绍了，就是通过一系列过程，利用氢燃料电池让氢气和氧气结合成水，在这个过程中产生电能。目前应用最成熟，也最广泛的是固体高分子燃料电池。
通过氢燃料电池产生电能之后，自然是通过电动机来实现车辆的驱动。本质上，氢燃料电池汽车还是一台电动汽车。目前许多氢燃料电池汽车，也都可以直接充电，当作纯电动汽车使用。
相比于氢内燃机，不用点燃的燃料电池自然要安全，相比于直接燃烧氢气做功，氢燃料电池的利用效率也更高。更重要的是，相比于纯电动车，氢燃料电池无需长时间的充电，即便是大型公交车，加注燃料也仅需要10分钟左右。
氢能源
离我们不算遥远
海外
氢乘用车已经上市
使用氢燃料电池汽车，已经进入了市场。服务本次冬奥会的丰田Mirai已经是这个车系的第两代产品，已经在日本、美国等地实现了销售。在美国，2021年Mirai可卖出2000+台，主要销售到了以加州为核心的西海岸。
Mirai是一台尺寸类似皇冠、亚洲龙的中大型轿车。如今在美国市场主要销售的Mirai XLE版本，售价约32万人民币，单次加注燃料可以行驶650公里左右。除去丰田，在美国当地市场还可买到本田的氢燃料车Clarity Fuel Cell。
除去日本厂商，韩国的现代在氢能源领域的步伐也很快。现代的氢燃料电池汽车主要面向韩国和欧洲市场销售，主要产品NEXO是一款中型SUV，全球范围内的累计销量已经突破一万台。
国内
氢商用车应用广泛
国内，氢燃料电池车辆的应用，也比想象中广泛。氢燃料电池汽车的应用，一直是近些年来国家发展的重点领域。截止2021年底，实现上牌的氢能源车辆也已经近万台。
国内氢燃料汽车主要应用于商用领域。在近几年，主要以公交车、公共服务车辆、长途货运车辆的形式应用。在北京，已经出现了诸如水木通达等使用氢能源大巴开展通勤、旅游等巴士服务的公司。
本次冬奥会期间投入使用的氢能车辆，大部分就是在北京、张家口等地日常运营的公交车，体验氢能源车的成本仅需人民币1元。
国内的一些车企，也有一些成熟的氢燃料乘用车，做好了投入市场的准备。如广汽传祺的氢燃料版Aion LX(配置|询价)，已经在广州投入了网约车运营。长城等自主品牌，也明确将投产氢燃料汽车。
虽然看似前景美好，但氢燃料同我们的距离其实还很遥远。
氢能源
也有些遥远
氢能源的技术瓶颈
氢气难以储存。氢气的燃烧效率是基于单位质量而言的，如果按照体积算，氢气就很渣了。常温下，氢作为密度极低的气体存在，需要极高压力、极低温度才能以液态存在。这就导致氢燃料汽车都需要携带体积巨大的气罐，不增加车辆尺寸的情况下，就需要占用大量的车内空间。
如氢燃料公交高高的车顶，内部就是储氢气罐
宝马7系(配置|询价)氢燃料车巨大的气罐
氢气也很危险。氢气有着高燃烧效率，也更容易发生爆燃。氢气极低的密度，必须加压储存，意味着更容易发生泄漏。同时氢气会渗入金属，造成金属氢脆现象，使金属强度降低。这三个原因结合起来，都对氢气的应用提出了更高的安全要求。
氢气加注口
如上的两点，最终结果就是氢能源汽车造价昂贵。都是对于成本敏感度较小的豪华车、商用车。Mirai看似合理的售价背后，是丰田承担着每台车的大额亏损。一台氢能源公交车价格，更是电动公交的三倍有余。
如图一台氢燃料公交，补贴后售价仍可达300万元
不仅如此，氢气本身也是昂贵的：
氢气仍旧很贵。昔日宝马推广的7系氢燃料版，每公里的燃料成本达4-5元人民币。这个价格大概是使用汽油的5倍，电动车的数十倍。
即便是现在，氢气价格依旧高昂。推广氢能源公交车较多的张家口市，就多次面临加氢费用过高，导致公交系统减次运营的情况。因为氢气高昂的价格，许多使用氢能源公交车的城市，甚至不加氢，仅依靠直接充电当作纯电动公交行驶。
技术之外的瓶颈
氢气高昂使用成本背后，是氢气产业链上诸多环节，都面临着技术瓶颈：
氢气制备的效率低，成本高。传统的氢气生产会消耗大量的电能，只是制氧工业的副产物。如今可以用风电等相对廉价的绿色电力制氢，但是制备的成本依旧居高不下。
氢气运输的效率低，成本高。前文说到氢气密度低，同样也会影响到氢气的运输。使用车辆运输氢气，如果运输车辆也用氢，可能不够它自己用。使用管道的话，氢气的高危性，又使得管道成本十分高昂。
氢气加注的成本，也很高。虽然加氢的过程和加油别无二致，但是加氢站的建设、运营成本要远高于加油站。加氢过程对于操作人员的要求，也远高于加油站。大规模建设加氢站的成本也是一个天文数字。
如上几点行业、上游的因素，都是现如今氢气推广普及的巨大障碍。
氢能取代电吗
从目前阶段来看，氢能源距离成熟的商业应用还有很多路要走。现如今氢能源也面临着和纯电驱动相似的问题：配套设施跟不上，车辆技术不成熟，冬季续航短等。从现在的应用效果来看，短途、小型车氢能源汽车比之电动车并没有优势。长途重载的重型汽车，才是氢能源比电动车优势明显的领域。
其实，纯电仍旧是目前看起来最适合我们的新能源应用形式。电动机的高效率是毋庸置疑，制约电驱动的是电池和充电效率。氢和电谁是未来，取决于的是电池技术和氢气应用哪一个先迎来突破。
未来一定是新能源的，这是毫无疑问的。但是，新能源不等于纯电动。实际上，生物燃料、氢燃料，甚至于太阳能、核能都可能是未来交通工具的驱动形式。未来的新能源应用也必然是多层次的。就如同我们现在应用的化石燃料也有着汽油、柴油、重油、煤油之分。氢能源或许是会和纯电动一起，应用在不同的领域。