氫燃料電池車，遭到著名雜志《Nature》的一記重錘。
近日，一篇刊登在《Nature》子刊上的文章，由于大力唱衰氫燃料電池車的前景，在氫能源業界引起了不小關注。
文章名為《氫燃料電池汽車不可能在可持續道路運輸中發揮重要作用》(《Hydrogen technology is unlikely to play a major role in sustainable road transport》)，作者是海德堡大學理論物理學博士Patrick Plötz。文章提出了三個觀點：
1. 氫燃料電池商業化速度太慢，產業發展、基礎設施建設遠遠不及電動汽車，而這將進一步拉大兩者之間的發展差距;
2. 長途運輸，一貫被認為是氫燃料電池的優勢領域，正在隨著鋰電續航里程的提升而消失;
3. 即使在最有利于發揮氫能優勢的領域，即偏遠地區的重型運輸或超大型和超重型貨物運輸，氫燃料電池仍然有可能因為市場太小，不足以發揮出規模優勢。
作者的結論很鮮明，“對于公路運輸，我們不能坐等氫技術趕上來，應該將重點應該放在客運和貨運中的電池電動汽車上。”
氫燃料電池車與鋰電池車孰優孰劣之爭，并非新鮮事。近幾年，日產、本田、奔馳、福特等大型車企陸續宣布放棄氫燃料電池車的開發，成了Patrick Plötz潑這盆冷水的注腳。
反對者可以很輕易找出更多數據佐證：2021年，與全球1.7萬輛氫燃料電池車銷量形成鮮明對比的是，全球電動汽車銷量650萬輛，兩者完全不可同日而語。
那么，氫燃料電池車商業化的大門為何遲遲無法打開?氫燃料電池車還有救嗎?
先驅們都造不起了
2022年，距離世界上第一輛量產氫燃料電池車——現代ix35 FCV問世9年，距離豐田、日產、現代這些先行者們投入氫燃料電池車研發已有20余年，這個賽道的成績不可謂不“慘烈”：
2018年6月，日產打響了“氫能退堂鼓接力賽”第一槍，宣布暫停與戴姆勒及福特合作開發燃料電池車的計劃，集中發力于電動汽車發展;
同年夏季，福特與戴姆勒的燃料電池合資公司關閉;
不到兩年后，2020年4月，戴姆勒正式官宣退出氫燃料電池的乘用車研發計劃;
2021年7月，本田汽車宣布將關閉日本狹山工廠，終止氫燃料電池乘用車的生產。
巨頭折腰，無不是因為一個字——“錢”。
去年，就在停產氫燃料電池汽車之際，本田營業收入持續下滑，全年共實現銷售額13.17萬億日元，比上一財年減少11.8%，其凈利潤則在種種“節流”的努力之下止住了下滑態勢，微增4.2%。
控成本從哪里做起?氫燃料電池乘用車路徑就這么成了“棄子”。
2020年，本田汽車Clarity Fuel Cell的全球銷量僅240輛，比以往年均不足400輛的銷量還要差勁。攔住絕大部分消費者的，正是其每臺約合人民幣45萬元的昂貴價格。戴姆勒也承認，制造一輛氫燃料電池汽車的成本太高，大約是同等電池電動汽車費用的兩倍。
降不去的成本，增不了的需求，再發展下去，氫燃料電池將是個無底洞。
沒有錢的巨頭率先放棄，還堅持著的巨頭日子也不好過。無獨有偶，在日產和奔馳打退堂鼓的那兩年，都是其他車企遭遇發展危機，經濟十分“拮據”的時刻——戴姆勒財報顯示，2019年，由于經營問題，公司凈利潤27億歐元，下跌幅度高達64%。日產放棄氫燃料電池的2018年，公司營收11.57萬億日元，同比下滑3.2%，凈利潤3190億日元，同比下滑率高達57.3%。
豐田引以為傲的氫燃料電池乘用車Mirai，在冬奧會亮相了140輛，出盡風頭。但2021年，其全球銷量僅5918臺，如果按照單臺價格折合人民幣約40萬元計算，其總營收約24億元。這與豐田每年平均700億美元以上研發投入相比，簡直是九牛一毛。
就是豐田再堅持氫燃料電池路線，也經不起這么日積月累的巨虧。2021年，距離豐田社長章男大罵“電動車是垃圾”之后僅僅一年，豐田一口氣發布了15款電動車，并表示“純電動是豐田最有前景的戰略之一”。
即便坐擁5000多項氫燃料電池專利，熬成了日本氫燃料電池車領域的“獨苗”，豐田最終也開始向電動車妥協。
韓國現代，另一大氫燃料電池車巨頭，在去年年底亦不得不承認，由于燃料電池研發進度遠遜于最初的目標，暫停原本計劃于 2025 年上市的氫能汽車項目 Genesis。
為什么氫燃料電池車這么貴?
氫燃料電池車費錢，還得從自身原因找起。
據美國能源局的統計，在燃料電池車的動力系統中，燃料電池堆的成本占比超過 50%，是最關鍵的核心部件。
質子膜燃料電池，是當前最適合車用的燃料電池，構造主要分為三個部分：膜電極組件、雙極板和密封圈，其中，膜電極組件由質子交換膜、催化劑和擴散層三部分構成，占總成本的81%，是絕對大頭。
進一步拆分，我們找到了燃料電池高成本的兩大“罪魁禍首”——鉑金和質子交換膜。
膜電極中的催化劑主要由鉑金組成，而鉑金正是用于制造鉆戒的一種稀有金屬，每克價格超過200元人民幣;
質子交換膜則由于對電化學穩定性、導電性、阻氣性能等要求較高，難在了開發和制造工藝上。成膜過程中，水解、磺化等化學反應，容易使聚合物變性、降解，從而增大了對工藝要求，提高了成本。
在鉑金方面，各國技術研究所日復一日地從研發鉑金替代材料，或提高鉑金使用率兩方面尋求降本。質子交換膜方面，全球各有機化學研究所也在積極尋求工藝改進方案。種種努力，停留在實驗室階段居多。
破局固然要靠技術改進，但歸根到底，關鍵點還在于“規模化”。
只有規模化，才能加速兩個環節的前沿技術從實驗室向產業化落地，只有通過落地集結上下游產業的力量，才能加速技術迭代過程，實現規模效應。
但目前，由于氫燃料電池遲遲沒有大規模量產，“技術升級-規模化應用-技術升級”的飛輪在氫燃料電池領域運轉很慢。
為什么規模化這么難?
因為氫燃料電池車相較于純電動車，還有更麻煩的問題——基礎設施成本極高。
建設一個加氫站有多貴?據媒體統計，除去土地成本外，建設一座35MP、日加氫500kg的固定式加氫站的平均投資在1500萬元左右，而且運營成本更高。
也就是說，建設一座加氫站，考慮到設備、運營、折舊和土地成本，1000萬元只是個起步數字。中信證券研報指出，建設一座加氫站，成本比充電樁貴3倍以上。
韓國現代暫停氫能車Genesis，也正是如此。據韓國政府透露，建設一個加氫站的成本約為30億韓元，折合人民幣是1700萬元，給財政造成不小的負擔。即便政府拿出30億韓元補貼加氫站建設，仍不過九牛一毛——2021年，韓國加氫站95座，并未達到2020年目標的114座。
除此之外，制氫、運氫、儲氫等環節都十分復雜，需要舉國之力建設。以運氫為例，氫氣管道是最高效的氫氣輸送方式，但十分“勞民傷財”。美國數據顯示，2019年，美國氫氣管道的造價高達30萬—100萬美元/公里，是天然氣管道造價的2倍。
據北京環宇京輝京城氣體科技有限公司執行總裁閆東雷向氫啟未來網透露，考慮到氫氣管道的安全隱患、建設標準、運營管理等問題，“即使有足夠的資金，想建也建不成輸氫管道”。
氫燃料電池的未來在哪里?
既然氫燃料電池在電池成本、配套設施上存在明顯短板，那么發展氫能，原則上應該避開劣勢，盡可能發揮其在能量密度方面的優勢。
當越來越多企業放棄乘用車的探索，有沒有能讓燃料電池“揚長避短”的領域?
重卡是一個。正如Patrick Plötz博士在文中所言，有些交通應用具有非常高的能源需求或低成本敏感性，例如偏遠地區的重型運輸或超大型和超重型貨物的運輸。這些場景，往往以完成運輸任務為剛需，運營成本在其次。
戴姆勒在終止氫燃料電池驅動乘用車計劃的同時，也強調，只是把重心轉移到重型車輛的燃料電池系統，并未完全放棄氫動力研發。
這恰好是氫燃料電池相較于純電動車的優勢所在——由于具備更高功率和能量密度，氫燃料電池卡車可以勝任更長的續航和更大的載重負荷。
一些國家發展氫燃料電池的思路已經向重卡傾斜，比如中國。
2020年9月21日，財政部、工業和信息化部、科技部、發展改革委、國家能源局聯合發布《關于開展燃料電池汽車示范應用的通知》，對氫燃料電池補貼做了全面調整。其中，輕型和中型貨車單車補貼上限都有所下降;重型貨車大幅上升，其中31t以上的重型貨車單車補貼上限漲幅達36.5%。
以最新積分標準測算，一臺功率≥110kw，31t以上的重型貨車最多可享受補貼100萬元。這足以讓一臺均價150萬元的燃料電池重卡，在價格上與同規格柴油重卡媲美。
2021年，我國燃料電池重卡逐漸從理論變為實際。根據高工產業研究院數據，2021年1-9月，燃料電池重卡銷量406臺，這得益于各地示范運營開張。南京金龍、成都大運、江鈴重汽、飛馳汽車，聯合國鴻氫能、海卓科技、未勢能源等燃料電池配套商，在河北、山東、北京等產業釋放區投運氫燃料電池重卡。
除了重卡，往航空方向發展燃料電池也是不錯的思路。
空客公司是氫燃料電池的堅定支持者。2020年9月，空客首次公布了3款氫能源概念飛機，預計最早于2035年問世。就在今年的2月22日，空客燃料電池技術取得新進展，其宣布與CFM國際共同啟動在A380飛機上對氫燃料發動機進行測試。
力挺氫燃料電池的理由，正如空客公司副總裁格倫·盧埃林所說：“電池方面的經驗告訴我們，電池技術的發展沒有達到我們想要的速度。于是氫出場了，每公斤氫產生的能量遠遠大于當今電池。”
一些創業公司也在航空燃料電池領域躍躍欲試。ZeroAvia，是一家由比爾蓋茨的突破能源風險投資基金、李嘉誠的維港投資、亞馬遜的氣候承諾基金和美聯航等諸多明星股東背書的航空公司。其將技術路徑壓在了氫能飛機上，并從美聯航、阿拉斯加航空集團等股東處獲得了燃料電池發動機訂單，計劃用于這些航空公司的支線飛機上。
航空領域，中國的嘗試更多放在了無人機上。2020年1月，由北京新研創能研發的一款六旋翼氫燃料電池無人機，不間斷飛行331分鐘，打破了世界紀錄。同時，在四川甘孜州的高原環境，該無人機長續航飛行實驗也獲得了成功，證明了其氫燃料電池在大風、低溫、低氧等惡劣條件的穩定性。
得益于中國在無人機領域的全球領先地位，氫燃料電池的研究亦走在世界前列。據氫云鏈統計，目前有數十家燃料電池企業涉足無人機用燃料電池產品，正與各無人機廠商、高校等聯合研發氫燃料電池產品。
短時間內，要敲開氫燃料電池乘用車的大門很難，但重卡、航空、無人機等領域，給氫燃料電池開了不少扇窗。誰最終決定氫燃料電池發展命運?正如《Nature》這篇文章作者Patrick Plötz博士所言，“技術發展和降低成本的潛力經常被低估。成本是關鍵，而不是技術屬性。”
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