從全球主要廠家的研發投入來看,不同類型的新能源汽車目前的發展勢頭嚴重冷熱不均。電動汽車(在本文中指依賴充電電池提供驅動力的純電動和混動汽車)可謂是一枝獨秀,迎來了一個大幹快上、熱火朝天的局麵;當前的底特律車展和去年的法蘭克福車展都是明證。而其他種類的新能源汽車,如以生物燃料(biofuels)、太陽能、氫能、天然氣、壓(ya)縮(suo)空(kong)氣(qi)等(deng)為(wei)動(dong)能(neng)的(de)汽(qi)車(che),卻(que)麵(mian)臨(lin)諸(zhu)多(duo)廠(chang)家(jia)的(de)冷(leng)場(chang)。後(hou)者(zhe)中(zhong)最(zui)顯(xian)眼(yan)的(de)應(ying)該(gai)是(shi)曾(zeng)被(bei)廣(guang)泛(fan)寄(ji)予(yu)厚(hou)望(wang)的(de)氫(qing)燃(ran)料(liao)汽(qi)車(che)。在(zai)過(guo)去(qu)的(de)一(yi)年(nian)裏(li),多(duo)個(ge)歐(ou)美(mei)廠(chang)家(jia),包(bao)括(kuo)通(tong)用(yong)、福特、雷諾、寶馬,表示要延緩、縮減甚至放棄對氫燃料汽車的研發。日本廠家一貫對氫動力最為熱心;他們雖不言放棄,仍在繼續發力,但也承認在將來多年內,新能源車的發展重點在於電動汽車。
與電動汽車相比,氫燃料汽車有更長的曆史,也一度被認為更具技術和市場優勢。早在19世shi紀ji初chu人ren們men就jiu開kai始shi試shi製zhi氫qing內nei燃ran機ji。由you於yu氫qing內nei燃ran機ji和he汽qi油you內nei燃ran機ji工gong作zuo原yuan理li基ji本ben相xiang同tong,人ren們men常chang常chang可ke以yi通tong過guo改gai造zao後hou者zhe來lai製zhi造zao氫qing內nei燃ran機ji汽qi車che,從cong而er節jie省sheng研yan發fa時shi間jian和he費fei用yong。在zai過guo去qu的de20年裏,寶馬和馬自達公司都開發過多款氫內燃機汽車;其中, 在2007年出現的BMW H2R 是一款經典氫能賽車。從1960年代起,汽車工業開始采用另一種氫動力技術: 氫燃料電池(Hydrogen Fuel Cell)。氫燃料電池汽車和普通電動汽車有基本一致的電力驅動構造;它們之間的主要區別在於,前者的電池是一個小型發電設備——依靠氫和某種氧化物的化學反應產生驅動電能,而無需從電網充電。燃料電池對氫能的轉化、利用效率遠高於氫內燃機,並且和後者一樣,隻產生水和熱,不(直接)帶來汙染排放。目前最成熟的氫燃料電池車當屬已經在日本和美國加州小規模上市的本田2008年款的FCX Clarity。這款車一次加氫後可連續行駛約450公裏,其馬達功率為100千瓦。。
在(zai)過(guo)去(qu)的(de)兩(liang)三(san)年(nian)裏(li),電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)的(de)迅(xun)猛(meng)發(fa)展(zhan)與(yu)氫(qing)燃(ran)料(liao)汽(qi)車(che)的(de)消(xiao)沉(chen)形(xing)成(cheng)了(le)鮮(xian)明(ming)對(dui)比(bi)。是(shi)什(shen)麼(me)讓(rang)氫(qing)動(dong)力(li)變(bian)成(cheng)了(le)多(duo)個(ge)廠(chang)家(jia)的(de)棄(qi)兒(er)呢(ne)?對(dui)於(yu)這(zhe)個(ge)問(wen)題(ti),美(mei)國(guo)能(neng)源(yuan)部(bu)長(chang)朱(zhu)隸(li)文(wen)曾(zeng)在(zai)去(qu)年(nian)給(gei)出(chu)過(guo)一(yi)個(ge)很(hen)有(you)代(dai)表(biao)性(xing)也(ye)很(hen)有(you)爭(zheng)議(yi)的(de)回(hui)答(da)。他(ta)指(zhi)出(chu),推(tui)廣(guang)氫(qing)燃(ran)料(liao)汽(qi)車(che)在(zai)四(si)個(ge)環(huan)節(jie)上(shang)麵(mian)臨(lin)嚴(yan)重(zhong)障(zhang)礙(ai):氫的生產、氫的儲存、氫燃料電池技術、加氫站點的建設。這意味著,除非出現”奇跡“,氫燃料汽車在“未來10到20年裏都沒戲“。考慮到環保減排任務迫在眉睫,他認為美國政府應該大力扶持已基本具備規模市場化條件的電動汽車的發展,同時加大、加jia快kuai發fa展zhan核he能neng和he生sheng物wu能neng源yuan,而er大da幅fu削xue減jian對dui氫qing燃ran料liao汽qi車che的de研yan發fa資zi助zhu。在zai對dui這zhe個ge觀guan點dian進jin行xing評ping價jia之zhi前qian,讓rang我wo們men先xian具ju體ti看kan一yi下xia他ta提ti到dao的de那na四si個ge障zhang礙ai環huan節jie。
首先,氫雖然是清潔能源,但氫的生產目前仍依賴化石燃料;這個過程不僅要排放溫室氣體還要消耗很多能量。由於氫在地球的自然條件下不獨立存在,人們需要利用化學、生物或者電解方式製取它。目前最普遍的製氫方式是通過加工、改造天然氣。通過分解水製氫很久以來都是一個科研熱點,但人們至今沒能找到一種高效、節jie能neng而er且qie環huan保bao的de解jie水shui取qu氫qing方fang法fa。其qi次ci,由you於yu氫qing的de能neng量liang密mi度du低di,運yun輸shu和he儲chu存cun氫qing需xu要yao的de容rong量liang空kong間jian比bi其qi他ta常chang見jian能neng源yuan要yao高gao很hen多duo。即ji使shi是shi液ye氫qing,其qi能neng量liang密mi度du仍reng低di於yu汽qi油you。這zhe給gei氫qing能neng的de廣guang泛fan應ying用yong帶dai來lai困kun難nan。與yu此ci同tong時shi,氫qing燃ran料liao電dian池chi的de生sheng產chan成cheng本ben目mu前qian嚴yan重zhong過guo高gao。根gen據ju現xian有you的de技ji術shu水shui平ping,每mei隻zhi功gong率lv為wei100千瓦的普通氫燃料電池的生產成本接近或超過1萬美元。考慮到車載電池在安全性、抗(kang)震(zhen)性(xing)和(he)穩(wen)定(ding)性(xing)上(shang)都(dou)比(bi)普(pu)通(tong)電(dian)池(chi)有(you)更(geng)高(gao)的(de)要(yao)求(qiu),同(tong)等(deng)功(gong)率(lv)的(de)車(che)用(yong)氫(qing)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)的(de)成(cheng)本(ben)很(hen)容(rong)易(yi)成(cheng)倍(bei)增(zeng)加(jia)。最(zui)後(hou),無(wu)論(lun)是(shi)發(fa)展(zhan)內(nei)燃(ran)還(hai)是(shi)電(dian)池(chi)驅(qu)動(dong)方(fang)式(shi)的(de)氫(qing)能(neng)汽(qi)車(che),都(dou)需(xu)要(yao)廣(guang)泛(fan)建(jian)立(li)加(jia)氫(qing)站(zhan)和(he)運(yun)送(song)、儲存氫的基礎設施。這不僅需要巨大的經濟投入還牽涉複雜的政治、社會問題。
筆(bi)者(zhe)認(ren)為(wei),氫(qing)動(dong)力(li)懷(huai)疑(yi)論(lun)者(zhe)正(zheng)確(que)指(zhi)出(chu)了(le)推(tui)廣(guang)氫(qing)燃(ran)料(liao)汽(qi)車(che)所(suo)麵(mian)臨(lin)的(de)困(kun)難(nan),但(dan)往(wang)往(wang)得(de)出(chu)棄(qi)氫(qing)用(yong)電(dian)的(de)錯(cuo)誤(wu)結(jie)論(lun)。他(ta)們(men)所(suo)忽(hu)略(lve)的(de)一(yi)個(ge)基(ji)本(ben)事(shi)實(shi)是(shi),電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)和(he)氫(qing)燃(ran)料(liao)汽(qi)車(che)兩(liang)者(zhe)之(zhi)間(jian)並(bing)不(bu)存(cun)在(zai)簡(jian)單(dan)的(de)競(jing)爭(zheng)或(huo)者(zhe)替(ti)代(dai)關(guan)係(xi)。氫(qing)能(neng)汽(qi)車(che)科(ke)技(ji)的(de)發(fa)展(zhan)對(dui)於(yu)改(gai)進(jin)人(ren)類(lei)社(she)會(hui)的(de)能(neng)源(yuan)結(jie)構(gou)和(he)消(xiao)耗(hao)方(fang)式(shi)有(you)獨(du)特(te)、廣泛的意義;而這個意義不是推廣電動汽車所能取代的。具體而言,我們可以從如下四個相互關聯的方麵來反駁棄氫用電論。
diyi,qiqingyongdianbingbunengweijiejuejinpodetanwuranwentiyingdeshijian。henduorentixingguo,yaorangdiandongqichezhenzhengjuyouhuanbaojianpaiyiyi,yigeguojiahuodiqubixuyaoyouqingjiededianlilaiyuan。muqianshijieshangdeduoshuguojia,baokuomeiguoheyilvsejingjizhuchengdedanmai,rengranyilaimeitanfadian;在這種狀況下,和傳統汽車相比,電動汽車並沒有突出的減碳優勢(具體的量化分析可見筆者的另一篇文章 ”電動汽車必然環保嗎?“ )。即使目前大幹快上的形勢能得以持續,據業界人士估計,到2020年,混動和純電動汽車也很難超過用車總量的15%。而這個比例遠不足以對整個社會的總體排碳水平有實質性影響。
第二,由於改善一個社會的能源結構是個長期、緩慢的過程,人類社會在未來幾十年內仍將不得不依賴化石燃料;在這種情況下,推廣氫動力車會有明顯的減排作用。美國能源部曾指出,”從天然氣製氫的確會帶來溫室氣體排放。然而,與使用汽油的內燃機汽車相比, 氫燃料電池汽車能減少60%的溫室氣體排放--即使它所用的氫來自於天然氣。“ 這意味著,氫能汽車的應用將會有直接、明顯的減碳效應,而電動汽車的減碳功效則是相對的、不確定的。
第三,氫雖然在地球的自然條件下並不獨立存在,但它的分布卻極為廣泛; 甚至可以說,氫是取之不盡、用之不竭的清潔能源。發展氫能汽車科技的兩大熱點都直接著眼於高效開發、利用這個能源寶藏:一個是製氫技術,特別是解水取氫技術;另ling一yi個ge是shi氫qing燃ran料liao電dian池chi技ji術shu。這zhe兩liang個ge技ji術shu目mu前qian的de都dou還hai不bu成cheng熟shu,但dan卻que具ju有you深shen刻ke改gai變bian人ren類lei社she會hui的de潛qian力li。前qian者zhe的de突tu破po性xing進jin展zhan會hui讓rang人ren類lei社she會hui結jie束shu對dui化hua石shi燃ran料liao的de依yi賴lai,而er後hou者zhe的de突tu破po性xing進jin展zhan則ze會hui給gei人ren類lei提ti供gong一yi種zhong便bian利li、高(gao)效(xiao)的(de),可(ke)以(yi)普(pu)遍(bian)應(ying)用(yong)的(de)供(gong)電(dian)裝(zhuang)備(bei)。由(you)此(ci)看(kan)來(lai),氫(qing)動(dong)力(li)科(ke)技(ji)的(de)價(jia)值(zhi)不(bu)僅(jin)僅(jin)在(zai)於(yu)促(cu)進(jin)汽(qi)車(che)環(huan)保(bao)化(hua),更(geng)在(zai)於(yu)解(jie)決(jue)人(ren)類(lei)社(she)會(hui)廣(guang)泛(fan)麵(mian)臨(lin)的(de)能(neng)源(yuan)短(duan)缺(que)和(he)汙(wu)染(ran)問(wen)題(ti)。
最後,推廣氫燃料汽車所需的基礎設施投資的確巨大;但(dan)無(wu)論(lun)是(shi)與(yu)傳(chuan)統(tong)內(nei)燃(ran)機(ji)汽(qi)車(che)還(hai)是(shi)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)相(xiang)比(bi),這(zhe)種(zhong)投(tou)資(zi)都(dou)不(bu)會(hui)更(geng)高(gao)或(huo)者(zhe)更(geng)複(fu)雜(za)。相(xiang)反(fan),氫(qing)能(neng)基(ji)礎(chu)設(she)施(shi)的(de)建(jian)設(she)可(ke)能(neng)會(hui)更(geng)容(rong)易(yi),因(yin)為(wei)它(ta)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)改(gai)造(zao)現(xian)有(you)汽(qi)油(you)運(yun)送(song)、分配設施來進行——例如,變加油站為加氫站,而不需要一切從零開始。另外,人們還應當看到,氫能汽車的技術進化、shichangpujihejichusheshijiansheshihuxiangzhichide,erqiechuyutongyigefazhanguochengzhizhong。jiuxiangrenmenwuxudengdaochongdianwangluowanshanhoucaituiguangdiandongqiche,qingnengqichedeyingyongyewuxudengdaiqingnengjichusheshidewanquanjiancheng。
基於如上原因,筆者認為氫燃料汽車不但有戲,而且前途光明、yiyizhongda。tadefazhanjuyoutuiguangdiandongqichesuobunengtidaideyiyi。ruguoshuo,zaixianyoutiaojianxia,qichechangjiazuoweizhuiqiuyinglizheqiqingyongdianhuoxuyouqingkeyuan,namezhengfuhefeiyinglixingkeyanjigouzeyoubuketuixiedezerenqujiaqiangqingdongliyanfa。
