​氢能源车有未来吗？

本文来自微信公众号：秦朔朋友圈 （ID：qspyq2015），作者：刘远举，题图来自：视觉中国

氢能源，被视为未来的清洁能源之一，有着其独特的优势。

目前，中美日韩德都在发展氢能源。不过，作为氢能源行业的重要一环，氢能源车，并不被所有人看好。

近年来，马斯克多次炮轰氢能源。2017年，马斯克表示，“燃料电池没有未来”；2022年5月，他更是说氢气储能是“最愚蠢的事情”；在2023年的汽车未来峰会上，他再次唱衰氢能源，称其为“储能领域最愚蠢的选择”。

马斯克作为电车和电池储能的既得利益者，他对氢能源的批判未必客观，但确有道理。

目前，氢能源燃料电池技术不够成熟，成本较高，燃料电池系统和储氢系统会占到整车成本的65%以上，远高于电池占纯电汽车的40%。不过，价格问题，反而是氢能源产业中最容易随着技术发展而解决的问题。

氢能源产业的前景不明朗，有一些更本质的原因。

效率

氢能源的应用有两种方式：一是直接燃烧（氢内燃机），二是采用燃料电池技术，这种技术路线，因为没有卡诺循环的限制，相比于氢内燃机效率更高，一般能达到60%，更具发展潜力。

自然界中氢气很少，人类只有制备氢气，氢气是一种二次能源。目前制氢主要有两个路线，一是传统能源和生物质的热化学重整，比如，煤气化制氢、天然气制氢、甲醇裂解制氢；另一条路线是水的电解和水的光解，然后将氢再在燃料电池中变为电，这就是“电-氢-电”转化。

根据不同的电解技术，电解水制氢的效率有所不同，总体来说，电解水制氢的能量转换效率可以达到75%～85%。有了氢，就可以将其注入到储氢钢瓶中，作为燃料，进行下一次“氢-电”转化。

一般来说，氢燃料电池电动车的“氢-电”转换效率大约为40%～60%。但如果是热电联供，效率可以到90%左右，即把转化过程中的废热利用起来，整体效率就可以提升。这就像冬天汽车制暖，不费油，因为利用了发动机的废热。

整个“电-氢-电”的总效率，就是这两个效率相乘：非热电联供，能量转换总效率稍大于40%；热电联供更高一些，能达到65%～72%。这个效率低于直接使用电能的效率。

所以，目前氢能源的生产成本仍然较高，难以与传统的化石燃料竞争，也难以与电池储能竞争。

这个账马斯克算过，他说，要产生1kg氢气，需要耗费55度的电量，把这1kg氢气再装到车子上，大约能行驶80公里。但如果用这55度电直接驱动车子，那么续航里程将超过400公里。

储存和运输

氢气密度低，容易燃烧和爆炸，且有很高的渗透性，所以，氢气需要在高压容器中存储。所以，相比其他燃料，氢气的存储、运输、加注等过程需要更高的安全技术和设备保障，也需要频繁维修和更换，成本也相应增加。

氢气储存的重要一环就是加氢站。按照《中国加氢站数据库》统计的数据，截至2023年12月20日，国内加氢站仅有397座，平均每个地级市不到1.4个，普通消费者买氢能源汽车后加氢都是难题。

加氢站少，是因为成本高。氢的存储与运输都需要在低温高压环境下，一个加氢站需要高压管道、氢气储存罐、压缩机、维护设施等大量设备，建设、维护、运营的成本都很高。一座加氢站的成本，大致是一座加油站的十倍，这个成本比电动车的换电站要高非常多。

技术导致的成本问题，可能会随着技术的发展解决，但有一个问题解决不了，那就是场地。

燃油车的社会配套是加油站，对周边有一定的限制。电动车充电桩对周边环境的要求比加油站还要小。但加氢站对周边环境要求比加油站更高。这都涉及到巨大的社会成本。

在寸土寸金的城市，安插一个加氢站进去，可能需要拆迁周围的房屋，这个成本是无法接受的。这就意味着，加氢站，基本上只能建在郊区，买了燃料电池汽车很有可能找不到地方加氢，使用不方便。

安全

氢气的安全问题，对于工业和商业应用来说，始终是一个重大的风险。

氢气在空气中的爆炸极限是4.0%～75.6%的体积浓度。也就是说，当空气中的氢气的浓度低于4.0%，不会燃烧，高于75.6%时，遇到火源，只会安静燃烧，不会发生爆炸。

但在4%～75.6%这个范围里，就会爆炸。这是一个非常广的范围。作为对比，瓦斯也就是甲烷的爆炸极限在5%～15%，比氢气小很多，但我们也时常听到瓦斯爆炸事故。

在一个开放的空间，氢气泄漏，会立刻上升，基本上没有太大的问题。但氢气在封闭空间和半封闭空间的安全性就完全不同了，是一个很大的挑战，可以说从来没有解决过。

当地下车库有一辆车的氢气泄漏了，从这辆车附近，一直到浓度降低到4%的地方，只要有人抽烟、有电器开关的小火星，就会发生爆炸。氢气是慢慢扩散的，由近到远，浓度缓慢下降，从4%～75%意味着氢气可以扩散很远。

电车在地库、隧道烧起来了，也只烧一辆车，最多前后左右的几辆车，但氢能源车在地库、隧道发生事故，可能就是爆整个地库，整个隧道。

有人或许会说，如果氢燃料电池车大规模普及，地下停车场、隧道等设施，也会增加预警氢气泄漏、增加换气设备，但所谓多个香炉多个鬼，复杂的系统一定是会出问题的。这就像煤矿有专业的通风系统，但还是会出瓦斯爆炸事故。

所有的技术要在社会中运行，最终也绕不过谁承担成本、风险、谁受益的经济学问题。安全会导致邻避效应。

一辆电车燃烧了，赔偿周围的几辆车，一百万、两百万，保险公司会负责。保险公司不能负责，车主还能卖房子。所以，对于电动车车主的邻居来说，电车燃烧的风险，始终是有人能负责的，那么，可以放心，反正能找得到人赔。所以，有人买了电车，邻居虽没好处，但也谈不上有风险，不会抗议。

但氢能源车，一爆会爆整个地库，车主必然破产，没有能力赔偿。而且，爆炸的威力和燃烧是不可比的。对氢能源车车主的邻居来说，承担了更大的风险，但却没好处，那么，他会不会让邻居买氢能源车？小区居民会不会一起驱逐氢能源车？

2019年，韩国在4个月时间内发生2起与氢能源相关事故，韩国民众担心在自己的地区修建氢气设施会带来危险，就走上街头抗议。

补贴

目前的氢能源车主要依靠补贴推动。

重庆对加氢站给予建设补贴，2024年1月1日起，对纳入全市整体规划并建成运行的加氢站，按建设实际投资（不含土地成本）的30%对加氢站投资主体进行补贴，单站补贴金额最高不超过300万元。

广州对符合条件的氢燃料电池车辆，按轻型氢燃料电池车辆（总质量小于4.5吨）、中型氢燃料电池车辆（总质量4.5吨及以上，小于12吨）、重型氢燃料电池车辆（总质量12吨及以上）三种车型，在每个自然年内行驶里程最高按0.5元/公里、1.0元/公里、2.5元/公里予以运营补贴，不足1公里的按1公里计算。上述四种车型每年每车最高补贴额分别为2万元、4万元、10万元。

此外，广州对氢燃料电池车辆在城市道路停车位停放，在规定的收费时段内，享有每日免首2小时路边临时停车位使用费，或者每日首次停车时间1小时以内（含1小时）的，第二次停车免1小时路边临时停车位使用费。

沈阳市大东区，对产氢量给予相应能耗和碳排放扣减，同时对相关项目固投给予最高10%，最多100万元的投资补贴。对发展光伏、风电等零碳制氢，相关项目固投给予最高30%，最多500万元的投资补贴。对企业购买使用车用氢气存储设备金额的20%给予一次性补贴，最高500万元。

无锡市对新建、改建、扩建的加氢站给予不超过500万元的建设补贴。对实施优惠加氢（枪口价不超过25元1公斤）的加氢站给予不超过300万元/年的运营补贴。

补贴是为了创新，发展技术，在氢能源的国际竞争中，获得优势。但某种程度上，发展氢能源是在帮助别国获得优势。

国际竞争

早在1981年，日本就开始了氢燃料电池的研发，丰田在1992年开始研发氢能源汽车，于2002年与本田一起交付了一批氢燃料电池。在迄今为止二十多年的氢能源汽车研究中，丰田已经拥有了五千余项专利，并于2014年正式发布了丰田首款量产氢能源汽车mirai。

但实际上，日本的整个商用氢气车市场中，占比不大。2023年，中国的商用氢气车销量达到5600台，占世界总销量的38.8%，位居世界首位。其次是韩国的4631台（32%）、美国2992台（20.7%）、欧洲773台（5.3%）、日本424台（2.9%）。

日本抢先进军氢能源产业，并拿到了几乎所有的专利，这是未来获利的保障。但中美欧都躲开了氢能源路线，转头发展电动汽车。某种程度上，日本的巨大投入已经没有太大价值了，但如果中国把氢能源汽车真的做起来了，日本反而能发挥技术优势。中国已经在电车、电池储能上有了巨大的优势，是否还有必要进行第二条技术路线，自己与自己竞争？

技术路线

分析一个产业，不仅要从技术出发，也要从商业出发。氢能源汽车路线行不行，不仅仅取决于它本身技术的可行性，也要看技术的商业成本与收益。

我们讨论氢能源汽车，一个重要的前提就是，现在已经有了电动车。如果电动车能源没有起来之前，氢能源会带来很多与燃油车不一样的优势。但现在电动车上下游产业日趋成熟，安全性、可靠性都越来越好，而氢能源汽车几乎还停在实验、小范围应用的阶段，即使成熟了，从电动升级为氢动能会带来什么质变的新优势吗？

对消费者来说也是如此。购买电车，会有更大的碰撞燃烧风险，但毕竟有收益，节约了燃油费。现在电车的使用价格已经非常便宜了，氢能源车很难再有价格优势。那么对车主来说，相对于电车，增加了风险，但收益却不大，那么，有了电车这个前提，为什么要购买氢能源车？这就像中国没有那么多机场，高铁就是一个好的选择，美国航空业发达，选择高铁意义就小很多。

燃料电池车辆适合重载、长途，弥补电动汽车的不足。但如果氢能源车走不通，整个氢能源领域，就缺了最大的一块。为了一些细分汽车场景，是否有必要专门建立一个技术路线，并建立相应的生态？

如果普及氢燃料电池车，中国就会同时存在三种汽车系统，传统的油车，电动车和燃料电池车。电动车在经济上仍然并未完全自我运转，再加上大量的研发费用，投入到氢能源车。整个社会经济、财政补贴，能否支撑，也是一个问题。

所以，我们分析氢能源汽车的前景，不能单纯地分析氢能源本身的技术经济特征，而应该放在电动车的前提之下，进行技术经济分析，得到的结论，也就更清晰。

随着风电、光伏成本的大幅度下降，氢气的成本也会下降，氢能源不是不可以，将来可以用在工业，用来炼钢、制造水泥、化肥、化工、储能，但汽车，真的没有那个必要了。中国的最佳方向，就是继续钻研电池、电动车技术，提升电机效率、电池能量密度和安全性。一些细分场景，留给汽油、柴油即可。

本文来自微信公众号：秦朔朋友圈 （ID：qspyq2015），作者：刘远举