如ru果guo以yi實shi現xian產chan業ye化hua的de時shi間jian進jin度du看kan，目mu前qian可ke用yong於yu替ti代dai汽qi油you和he柴chai油you發fa動dong機ji的de技ji術shu中zhong，燃ran料liao電dian池chi無wu疑yi是shi最zui為wei遙yao遠yuan的de，但dan恰qia恰qia也ye是shi這zhe種zhong技ji術shu，得de到dao了le許xu多duo國guo家jia和he企qi業ye的de青qing睞lai，最zui被bei看kan好hao。
梅賽德斯-奔馳車輛發展部乘用車柴油發動機總監Joachim Schommers說：“燃料電池是他們認為實現零排放的終極方案，並已在全力推進，並將在2015年有價格足夠低的量產車型投放市場。”
從技術角度而言，燃料電池汽車具有安靜、高效和零汙染（或低汙染）排放的特點，同時續駛裏程完全可以和內燃機汽車相媲美，具有結束內燃機汽車百年統治地位的潛力。
不(bu)過(guo)從(cong)企(qi)業(ye)的(de)角(jiao)度(du)而(er)言(yan)，情(qing)況(kuang)卻(que)不(bu)盡(jin)相(xiang)同(tong)，既(ji)有(you)對(dui)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)持(chi)積(ji)極(ji)態(tai)度(du)，並(bing)以(yi)準(zhun)備(bei)量(liang)產(chan)的(de)奔(ben)馳(chi)等(deng)公(gong)司(si)，也(ye)有(you)一(yi)些(xie)企(qi)業(ye)認(ren)為(wei)在(zai)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)關(guan)鍵(jian)的(de)質(zhi)子(zi)交(jiao)換(huan)膜(mo)中(zhong)，鉑(bo)這(zhe)種(zhong)主(zhu)要(yao)催(cui)化(hua)劑(ji)目(mu)前(qian)還(hai)沒(mei)有(you)好(hao)的(de)替(ti)代(dai)品(pin)，這(zhe)就(jiu)決(jue)定(ding)了(le)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)不(bu)僅(jin)價(jia)格(ge)高(gao)昂(ang)，並(bing)且(qie)鉑(bo)的(de)儲(chu)量(liang)也(ye)不(bu)足(zu)以(yi)支(zhi)撐(cheng)汽(qi)車(che)工(gong)業(ye)規(gui)模(mo)化(hua)生(sheng)產(chan)的(de)需(xu)求(qiu)。
dangranzheqizhongyeyourugegeqiyezaixinnengyuanqichetourufangxiangshangchayideyinsu，danzongtieryan，jishiduiranliaodianchiqichechanyehuabukanhaoderenshi，yetongyizaicifangxiangdeyanfagongzuobukehuangfei。
燃料電池工作原理
燃料電池車的“兩張臉”
燃料電池汽車究竟是什麼樣的汽車動力技術？
其實從廣義的分類而言，燃料電池汽車也是電動汽車的一種，在驅動汽車的電動機、控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)等(deng)部(bu)分(fen)可(ke)能(neng)與(yu)采(cai)用(yong)蓄(xu)電(dian)池(chi)的(de)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)差(cha)別(bie)都(dou)不(bu)大(da)，隻(zhi)是(shi)其(qi)電(dian)池(chi)的(de)能(neng)量(liang)是(shi)通(tong)過(guo)氫(qing)氣(qi)與(yu)氧(yang)氣(qi)發(fa)生(sheng)化(hua)學(xue)作(zuo)用(yong)，而(er)不(bu)是(shi)經(jing)過(guo)燃(ran)燒(shao)，直(zhi)接(jie)變(bian)成(cheng)電(dian)能(neng)。
無(wu)論(lun)何(he)種(zhong)燃(ran)料(liao)，在(zai)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)中(zhong)是(shi)通(tong)過(guo)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)直(zhi)接(jie)產(chan)生(sheng)電(dian)能(neng)，所(suo)以(yi)不(bu)會(hui)產(chan)生(sheng)有(you)害(hai)產(chan)物(wu)，因(yin)此(ci)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)車(che)輛(liang)是(shi)無(wu)汙(wu)染(ran)汽(qi)車(che)。更(geng)重(zhong)要(yao)的(de)是(shi)，相(xiang)比(bi)通(tong)過(guo)燃(ran)燒(shao)做(zuo)功(gong)，燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)的(de)能(neng)量(liang)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)比(bi)內(nei)燃(ran)機(ji)要(yao)高(gao)2～3倍，因此從能源的利用和環境保護方麵，燃料電池汽車是一種理想的車輛。
ranliaodianchiqichedeqingranliaonengtongguojizhongtujingdedao。youxiecheliangzhijiexiedaizhechunqingranliao，lingwaiyixiecheliangyoukenengzhuangyouranliaozhongzhengqi，nengjiangtingleiranliaozhuanhuaweifuqingqiti。erdangederanliaodianchibixujiehechengranliaodianchizu，yibianhuodebixudedongli，manzucheliangshiyongdeyaoqiu。
綜合而言，與傳統汽車相比，燃料電池汽車具有以下優點：零排放或近似零排放；減少了機油泄露帶來的水汙染；降低了溫室氣體的排放；提高了燃油經濟性；提高了發動機燃燒效率；運行平穩、無噪聲。
不論是液態氫、氣態氫、儲氫金屬儲存的氫，還有碳水化合物經過重整後轉換的氫是燃料電池的唯一燃料。氫氣的產生、儲存、保管、運(yun)輸(shu)和(he)灌(guan)裝(zhuang)或(huo)重(zhong)整(zheng)，都(dou)比(bi)較(jiao)複(fu)雜(za)，對(dui)安(an)全(quan)性(xing)要(yao)求(qiu)很(hen)高(gao)。雖(sui)然(ran)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)近(jin)些(xie)年(nian)來(lai)取(qu)得(de)了(le)很(hen)大(da)進(jin)展(zhan)，但(dan)從(cong)目(mu)前(qian)各(ge)大(da)汽(qi)車(che)公(gong)司(si)推(tui)出(chu)的(de)製(zhi)造(zao)成(cheng)本(ben)上(shang)百(bai)萬(wan)美(mei)元(yuan)的(de)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)概(gai)念(nian)車(che)來(lai)看(kan)，目(mu)前(qian)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)的(de)推(tui)廣(guang)還(hai)需(xu)要(yao)解(jie)決(jue)以(yi)下(xia)問(wen)題(ti)：
首先是續駛裏程過短，由於氫氣儲存困難，即使用傳統油箱三倍以上的體積儲存氫氣， 也隻能保證汽油動力汽車一半的續駛裏程。
其次是氫氣的售價並不廉價，因此燃料電池車的運行成本並不令人樂觀。
第三是加氫站等基礎網絡設施建設幾乎為零，目前全球範圍內投入使用的加氫站僅有100家，並且大部分是用於實驗用途的。
yinci，qicheyejiepubianrentongdeyigeguandianshi，ranliaodianchijishushineiranjijishuzuihaodetidaiwu，daibiaoleqicheweilaidefazhanfangxiang。danruguojiangfazhanranliaodianchiqichedejigezhiyueyinsukaolvjinlai，zehuifaxianranliaodianchiqichemuqianhejinhouyiduanshiwenshangbujubeishangyehuadetiaojian。zuileguandeyuce，yichunqingweiranliaoderanliaodianchiqichedeshangyehuashengchanzhishaohaixu15年以上的時問，即使在一定程度上實現了商業化，也會是以一種高成本的方式。
燃料電池汽車“進化史”
jinguanyouzhexiebuzu，danxiangbirengrannanyibaituochuantongneiranjidehunhedongli，yijixianyoulidianchizhichixiadechundiandongche，qingranliaodianchibujinkeyishixianjinjinpaifangshuide“零汙染”，更能帶來超越傳統汽車的駕駛、使用感受，以及續航裏程。
真zhen正zheng的de零ling排pai放fang和he強qiang於yu蓄xu電dian池chi的de續xu航hang能neng力li，讓rang汽qi車che業ye界jie不bu得de不bu重zhong視shi燃ran料liao電dian池chi技ji術shu。而er經jing過guo多duo年nian的de投tou入ru與yu研yan發fa，在zai一yi些xie產chan業ye化hua的de關guan鍵jian技ji術shu上shang，燃ran料liao電dian池chi車che也ye取qu得de了le不bu小xiao的de進jin步bu。
以yi燃ran料liao電dian池chi功gong率lv密mi度du為wei例li，由you於yu汽qi車che內nei部bu空kong間jian和he承cheng載zai能neng力li的de局ju限xian，對dui車che用yong燃ran料liao電dian池chi發fa動dong機ji的de尺chi寸cun有you嚴yan格ge要yao求qiu，因yin此ci燃ran料liao電dian池chi製zhi造zao商shang都dou在zai設she法fa提ti高gao燃ran料liao電dian池chi的de功gong率lv密mi度du。加jia拿na大da巴ba拉la德de公gong司si從cong1989-2001年將燃料電池堆體積功率密度提高了25倍，2003年研製的燃料電池發動機Xcellsis HY80采用902堆，最大輸出功率為68kW，體積為220L，質量為220kg， 體積和質量功率密度分別為309W/L和309W/kg，已經基本達到美國能源部Freedom CAR計劃中提出的2010年的目標。
zhiyubozhezhongranliaodianchiguanjiandecuihuaji，yinweishijiebochuliangyouxianqiejiagegao，yizhishiranliaodianchijiagehechanliangdezuidaxianzhizhiyi。tongguojishukaifa，ranliaodianchidianduideboyongliangyicong1990年的約5mg／cm下降到0.5mg／cm 左右，並有望繼續降低。
梅賽德斯-奔馳F-Cell Roadster燃料電池概念車
真zhen正zheng的de零ling排pai放fang和he強qiang於yu蓄xu電dian池chi的de續xu航hang能neng力li，讓rang汽qi車che業ye界jie不bu得de不bu重zhong視shi燃ran料liao電dian池chi技ji術shu。而er經jing過guo多duo年nian的de投tou入ru與yu研yan發fa，在zai一yi些xie產chan業ye化hua的de關guan鍵jian技ji術shu上shang，燃ran料liao電dian池chi車che也ye取qu得de了le不bu小xiao的de進jin步bu。
以yi燃ran料liao電dian池chi功gong率lv密mi度du為wei例li，由you於yu汽qi車che內nei部bu空kong間jian和he承cheng載zai能neng力li的de局ju限xian，對dui車che用yong燃ran料liao電dian池chi發fa動dong機ji的de尺chi寸cun有you嚴yan格ge要yao求qiu，因yin此ci燃ran料liao電dian池chi製zhi造zao商shang都dou在zai設she法fa提ti高gao燃ran料liao電dian池chi的de功gong率lv密mi度du。加jia拿na大da巴ba拉la德de公gong司si從cong1989-2001年將燃料電池堆體積功率密度提高了25倍，2003年研製的燃料電池發動機Xcellsis HY80采用902堆，最大輸出功率為68kW，體積為220L，質量為220kg， 體積和質量功率密度分別為309W/L和309W/kg，已經基本達到美國能源部Freedom CAR計劃中提出的2010年的目標。
zhiyubozhezhongranliaodianchiguanjiandecuihuaji，yinweishijiebochuliangyouxianqiejiagegao，yizhishiranliaodianchijiagehechanliangdezuidaxianzhizhiyi。tongguojishukaifa，ranliaodianchidianduideboyongliangyicong1990年的約5mg／cm下降到0.5mg／cm 左右，並有望繼續降低。
燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)公(gong)認(ren)的(de)優(you)點(dian)之(zhi)一(yi)，就(jiu)是(shi)其(qi)遠(yuan)高(gao)於(yu)內(nei)燃(ran)機(ji)的(de)能(neng)量(liang)轉(zhuan)換(huan)率(lv)，在(zai)這(zhe)方(fang)麵(mian)，各(ge)個(ge)汽(qi)車(che)企(qi)業(ye)也(ye)在(zai)盡(jin)力(li)挖(wa)掘(jue)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)的(de)優(you)勢(shi)。據(ju)當(dang)初(chu)的(de)戴(dai)姆(mu)勒(le)•克萊斯勒公司對NECAR4型燃料電池轎車的測試，燃料電池電堆的能量轉換效率為62%。如果除去燃料電池發動機輔助係統的能耗（占16.4%) 和電機及其驅動係統的能耗（占8.1%) ，從“油箱到車輪”的效率為37.7%，遠高於汽油發動機汽車16%～18%和柴油機汽車20% ～24%的轉換效率。
若考慮“從礦井到車輪”的總體效率，據豐田汽車公司的研究，天然氣製氫的效率（從礦井到油箱）為58%，而將原油提煉成汽油的效率高達88%。因此，燃料電池混合動力汽車“油井到車輪”的總效率為29%，汽油機混合動力汽車普銳斯的總效率為28%。該項研究指出，燃料電池汽車的能量轉換總效率將來有望提高到42%。
2002年5月，原戴姆勒•克萊斯勒公司的NECAR 5型燃料電池轎車試驗運行橫穿美國，從舊金山到華盛頓，行程5220km，平均車速112km/h， 全程僅發生過1次冷卻水管小故障。2004年，通用汽車公司的燃料電池汽車縱貫歐洲大陸， 行程9696km。目前，美國快遞公司已經開始使用通用汽車公司的燃料電池汽車開展包裹快遞服務。
戴姆勒集團燃料電池運營部門高級經理Arwed Niestroj說：“目前奔馳所有乘用車和商用車的氫燃料車型，已經經過了 450 萬公裏的道路測試。正是這樣多車型、長裏程的運營經驗，才讓奔馳敢於宣布在2015年推出量產的氫燃料電池車型。”
燃料電池車何時能“上路”？
雖然各個汽車企業對於燃料電池上的進入市場的時間各有判斷，但奔馳首次提出了一個明確的時間節點，2015年，並且Arwed Niestroj還表示，奔馳定義的上市，是指燃料電池汽車可以以一個消費者比較能夠接受的價格進行商業化運營。
2015年將要上市的B級燃料電池車
具體的價格雖然尚未明確，但他也透露，奔馳燃料電池車的價格會比柴油混合動力車稍貴，“yinweichaiyouchezaijiageshangjiubiqiyoucheshaoweiguiyidian，hunhedonglidechaiyouchekenenghaiyaozaiduojiayidianqian。yejiushilvegaoyumuqianhunhedonglichedeyigeshuiping，ranliaodianchichekeyishixianliangchan。”
奔馳為了達成這個時間點的目標，還與合作夥伴簽署了一個《諒解備忘錄》，其中有一些是奔馳供貨商，“我們都達成了共識，認為在 2015 年實現氫燃料汽車的量產是指日可待的。”
其實價格一直是燃料電池車推廣的一大阻礙，因為目前燃料電池係統尚處於研究階段，少量購買時，價格較高，約為3000～5000美元/k W。據2006年11月美國能源部發表的研究報告，若按大批量生產（一般指年產50萬套) 的燃料電池發動機計算，2002年燃料電池發動機的價格為275美元/k W，2006年下降為110美元/k w。
美國能源部提出的目標則是2010年降到45美元/kW，2 015年降到30美元kW，與目前汽油機的價格水平相當。
除了價格之外，Arwed Niestroj也坦率地承認，“從cong研yan發fa階jie段duan來lai說shuo，也ye許xu可ke以yi投tou入ru很hen多duo，可ke以yi造zao出chu一yi輛liang車che來lai使shi用yong氫qing燃ran料liao，但dan是shi從cong研yan發fa到dao變bian成cheng一yi個ge真zhen正zheng的de量liang產chan的de車che型xing，也ye就jiu是shi從cong技ji術shu開kai發fa到dao生sheng產chan的de階jie段duan，這zhe中zhong間jian是shi有you很hen多duo技ji術shu難nan關guan的de，包bao括kuo車che輛liang空kong間jian等deng等deng各ge種zhong要yao素su的de，因yin為wei量liang產chan車che市shi必bi須xu要yao考kao慮lv消xiao費fei者zhe的de使shi用yong感gan受shou。”
這種消費者的“使用感受”事實上不僅指燃料電池汽車產品本身，固然在動力性能、維修、操控等方麵，汽車廠商為這種新產品投入了許多精力，但在更重要的銷售、服務、加氫等配套環節，才是決定消費者會不會使用燃料電池車的關鍵所在。
也即是說，除了燃料電池汽車目前成本高、壽命短、耐久性和可靠性差等主要難點為，配套設施的缺乏，才是燃料電池車在技術進步之外，與成熟的內燃機產業體係最大的差距所在。
例如如加氫站，維修、配件供應等，基礎設施配套建設匱乏讓燃料電池車離大眾仍然很遠，目前各國的計劃，都是由點到線、到小區域示範和試用，再逐步擴大、延伸和推廣，這需要幾十年的時間。目前，北京和上海各隻有少數幾個加氫站在示範運行。
雖然Arwed Niestroj表示，在歐洲、日本、美國都有試運行的氫燃料電池車，但無論相關標準還是操作規範，目前都仍在起步階段，短期內難以與內燃機，甚至電動汽車相比。
政府推動仍然必不可少
正因為配套設施的建設，已經不僅僅是汽車企業，甚至汽車產業一個環節能解決的問題，因此各國政府在燃料電池汽車的研發、推廣中扮演的角色，就顯得格外重要。
加氫設施的建立必須依靠政府推動
但dan各ge國guo政zheng府fu在zai對dui研yan發fa燃ran料liao電dian池chi技ji術shu上shang也ye存cun在zai分fen歧qi，在zai支zhi持chi力li度du上shang也ye各ge不bu相xiang同tong。日ri本ben經jing濟ji產chan業ye省sheng前qian幾ji年nian就jiu對dui燃ran料liao電dian池chi汽qi車che開kai發fa與yu推tui廣guang製zhi定ding了le時shi間jian表biao，其qi戰zhan略lve目mu標biao是shi到dao 2010年，日本使用的燃料電池汽車達到 5萬輛；2020年達到500萬輛；到 2030年，要全麵普及燃料電池汽車。近期日本又計劃在 5 年內斥資 2090 億日元開發以天然氣為原料的液體合成燃料技術、車用電池，以及氫燃料電池科技。
美國前總統布什曾把燃料電池電動車作為“氫經濟”論的“法寶”大肆宣傳，但2006年2月他已改變了腔調，承認燃料電池電動車“不是近期的解決方法，也不是中期的解決方法，而確實是遠期的方法”。在布什第二任總統任期的後3年裏，“氫經濟”論在美國已氣息奄奄，燃料電池的研發重點已轉向了基礎性研究。2009年5月，美國政府正式宣布停止支持燃料電池電動車的研發。
不bu過guo美mei國guo政zheng府fu對dui燃ran料liao電dian池chi技ji術shu的de研yan究jiu麵mian很hen寬kuan，尤you其qi是shi對dui燃ran料liao電dian池chi技ji術shu的de研yan究jiu，不bu僅jin用yong於yu汽qi車che領ling域yu，還hai拓tuo寬kuan到dao固gu定ding電dian站zhan等deng其qi他ta應ying用yong領ling域yu。一yi些xie州zhou政zheng府fu也ye有you各ge自zi的de政zheng策ce出chu台tai，如ru利li福fu尼ni亞ya州zhou於yu1999年就成立了加州燃料電池合作組織（CaFC P），由汽車公司、燃料供應商、燃料電池開發者和政府機構共同參加，開展燃料電池汽車和代用燃料基礎設施示範運行，並拓展商業化途徑，其中包括提高公眾意識。
歐盟2008年夏天決定斥資10億yi歐ou元yuan用yong於yu燃ran料liao電dian池chi和he氫qing能neng源yuan的de研yan究jiu和he發fa展zhan。歐ou盟meng此ci舉ju旨zhi在zai把ba燃ran料liao電dian池chi和he氫qing能neng源yuan技ji術shu發fa展zhan成cheng為wei能neng源yuan領ling域yu的de一yi項xiang戰zhan略lve高gao新xin技ji術shu，使shi歐ou盟meng在zai燃ran料liao電dian池chi和he氫qing能neng源yuan技ji術shu方fang麵mian處chu於yu世shi界jie領ling先xian地di位wei，歐ou盟meng將jiang力li爭zheng在zai2020年前建立一個燃料電池和氫能源的龐大市場。
此ci外wai為wei了le增zeng強qiang歐ou盟meng各ge國guo的de競jing爭zheng力li，有you效xiao利li用yong各ge國guo的de人ren力li物wu力li資zi源yuan，歐ou盟meng還hai製zhi定ding了le一yi些xie統tong一yi的de研yan究jiu計ji劃hua。歐ou盟meng對dui氫qing能neng和he燃ran料liao電dian池chi研yan發fa與yu推tui廣guang的de支zhi持chi主zhu要yao通tong過guo框kuang架jia計ji劃hua（FP）進行。在第6框架計劃（2002-2006）（FP6）的175億歐元資助資金中，有1億歐元用於涉及氫能製造、氫能貯藏、氫能安全及其標準製訂、氫能運輸、氫能的最終應用、高溫燃料電池、固體氧化物燃料電池、便攜式燃料電池以及其他通用技術研發等30個項目。
正在實施的第7框架計劃（2007-2012）（FP7）) ，目的是突破燃料電池和氫能發展的一些關鍵性技術難點，已開展了燈塔（ LIGHTHOUSE）公開實驗項目，包括氫氣車隊項目、轎車零區（ZERO-REGIO）項目和小型車輛氫氣鏈（HhCHAIN）項目的公開實驗，並對這些活動進行管理、分析，其目的是對於已經完成或新開始的與燃料電池汽車相關的公開實驗項目進行評價。
值得注意的一點是，一向被認為長於混合動力汽車，並已取得百萬輛銷量的日本企業，如豐田、日產、本ben田tian等deng，其qi實shi在zai燃ran料liao電dian池chi領ling域yu也ye投tou入ru不bu小xiao。在zai此ci次ci新xin能neng源yuan係xi列lie專zhuan題ti采cai訪fang中zhong，多duo個ge企qi業ye或huo研yan究jiu機ji構gou的de人ren士shi都dou表biao示shi，日ri本ben在zai燃ran料liao電dian池chi領ling域yu的de實shi力li不bu可ke小xiao覷qu。
在未來的新能源汽車格局中，無論歐洲、美國還是日本，無不想借此發揮自己的優勢，改變劣勢，紛紛將燃料電池車視為改變市場格局的一次機會。
2026-04-13 19:06:17
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