中國儲能網(wǎng)訊：已經(jīng)遠(yuǎn)離人們視線許久的燃料電池汽車似乎要強勢回歸了。
日本豐田汽車公司日前宣布，在今年晚些時候?qū)⒔议_一款新型氫燃料電池轎車的神秘面紗，并定于2015年將其投放市場。同時，其他幾家全球知名的汽車制造商也宣布，將在燃料電池技術(shù)商業(yè)化方面進行合作，包括今年年初結(jié)成戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系的福特、戴姆勒和日產(chǎn)，以及剛剛宣布合作的通用和本田。
“通用、豐田等汽車制造商在燃料電池汽車的研發(fā)上付出了巨大的努力，燃料電池汽車的可行性超乎大多數(shù)人的想象?！泵绹苄莅舶⒉械姆菭I利性組織——汽車研究中心的制造、工程和技術(shù)聯(lián)合主任Brett Smith說。
盡管氫燃料電池汽車曾屢屢受到質(zhì)疑，未來發(fā)展也還面臨諸多挑戰(zhàn)。但近年來研究者已經(jīng)在這項技術(shù)上取得了重要進展，尤其是大幅降低了它的成本，讓人們看到了燃料電池汽車蓬勃發(fā)展的希望。而隨著汽車排放標(biāo)準(zhǔn)制定的愈加嚴(yán)苛，燃料電池汽車也將發(fā)揮其重要的作用。
一度陷入低谷
燃料電池汽車曾經(jīng)是美國布什政府的寵兒——布什總統(tǒng)曾經(jīng)在2003年國情咨文演講中建議提供12億美元資金用以支持這項技術(shù)的研發(fā)，但好景不長。
雖然燃料電池汽車前景良好，因為它可以和傳統(tǒng)汽車一樣方便，而且只釋放對環(huán)境無害的水蒸氣，但昂貴的價格卻使人望而卻步。另外，燃料電池汽車要想付諸實際應(yīng)用還必須建設(shè)足夠的氫燃料補充站，這也需要巨額投資。
對于人們普遍認(rèn)為氫燃料電池汽車具有的環(huán)保性，質(zhì)疑也從未停止：盡管氫燃料電池汽車本身不排放二氧化碳，但是用以生產(chǎn)氫燃料的天然氣卻是一種化石燃料，生產(chǎn)過程會釋放出大量的二氧化碳。雖然用太陽能或風(fēng)能也可以生產(chǎn)氫燃料，但這種方法效率較低且成本高昂。
由于氫燃料電池汽車技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)愈加明顯，人們對它的興趣開始逐漸冷卻，布什政府也轉(zhuǎn)而強調(diào)生物燃料。2009年，奧巴馬政府削減了對燃料電池汽車研究與開發(fā)的資金投入。彼時，美國能源部長朱棣文稱，燃料電池汽車要想取得成功除非發(fā)生奇跡。
發(fā)展重現(xiàn)曙光
奇跡就這樣發(fā)生了。
從2009年開始，與燃料電池汽車相關(guān)的成本開始逐漸下降。幾年前，通用和豐田各自需要花費100萬美元來制造燃料電池汽車的技術(shù)原型。而現(xiàn)在，豐田將燃料電池轎車的售價目標(biāo)定在低于10萬美元。
成本之所以會大幅降低，是因為豐田已經(jīng)研發(fā)出了能夠減少燃料電池系統(tǒng)中零部件數(shù)量和所需貴金屬鉑的量的方法。豐田稱其正在努力研發(fā)燃料電池轎車的制造等技術(shù)，希望在2015年正式投放市場前能夠進一步降低成本。
美國豐田汽車銷售公司戰(zhàn)略規(guī)劃副主席Chris Hostetter稱，這款燃料電池轎車有可能以五萬美元的低價出售，這個價格要比特斯拉生產(chǎn)的擁有相似里程數(shù)的Model S電動汽車售價要低。
“燃料電池汽車的成本正在以相當(dāng)穩(wěn)定的速度下降，”加州大學(xué)戴維斯分校交通運輸研究所主任Daniel Sperling稱，“汽車行業(yè)的大多數(shù)人認(rèn)為，一旦開始大規(guī)模生產(chǎn)，成本將不是障礙?！?
同時，最新的研究表明，相較于傳統(tǒng)汽車和純電動汽車，燃料電池汽車似乎對環(huán)境更為有利。
今年5月，美國能源部公布了燃料電池汽車2035年二氧化碳排放量的預(yù)期數(shù)據(jù)，其中包括氫燃料的制造、壓縮和運輸所產(chǎn)生的二氧化碳量。數(shù)據(jù)表明，氫燃料電池汽車排放的二氧化碳量將少于當(dāng)前傳統(tǒng)汽油動力汽車排放量的一半。
相比于電動汽車，氫燃料電池汽車在環(huán)保方面的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在嚴(yán)重依賴煤電的地區(qū)。在煤電使用較少的地區(qū)，電動汽車的前景還是非常樂觀的。而且未來，可以預(yù)期電動汽車將能夠通過清潔能源進行充電，如風(fēng)能和太陽能等。
燃料電池汽車的優(yōu)勢還顯示在有利于解決可再生能源的間歇性問題上。比如，夜晚用電需求較低，此時產(chǎn)生的風(fēng)能也許就會過剩。而現(xiàn)在，德國就打算將夜間產(chǎn)生的過剩風(fēng)能用來電解水，從而產(chǎn)生氫燃料。
Sperling認(rèn)為，這種利用氫來儲存過?？稍偕茉吹姆椒ㄊ欠浅？尚械摹Ｋ瑫r強調(diào)，其他一些低碳造氫的方法也正在發(fā)展之中，比如將太陽光直接轉(zhuǎn)化為氫等。盡管這些方法現(xiàn)在還處于早期開發(fā)階段，但前景良好。
雖然具有種種優(yōu)勢，但對于燃料電池汽車而言，最大的挑戰(zhàn)依然是氫燃料補充站的缺乏。與可以在家充電的電動汽車不同，氫燃料電池汽車需要建立一個燃料補充站的大型網(wǎng)絡(luò)。
對此，有些人認(rèn)為，一個城市只要有幾個氫燃料補充站，就足以使人們產(chǎn)生購買氫燃料電池汽車的熱情。但Smith卻不以為然：“在我知道城市的每個角落都設(shè)置了燃料補充站之前，我是不會購買氫動力汽車的?！?
汽車制造商也意識到了這個潛在障礙。最近，豐田就在積極爭取在其氫燃料電池汽車投放市場前，能夠設(shè)置更多的氫燃料補充站?！拔覀冏顡?dān)心的還是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。”Hostetter說。
全球合作研發(fā)
對燃料電池汽車的熱情有了，但研發(fā)所需的巨額投資，卻使這些企業(yè)無法再單打獨斗下去。為此，全球各大汽車制造商紛紛找尋合作伙伴，共同推動燃料電池汽車技術(shù)的研發(fā)。
今年1月，福特、雷諾－日產(chǎn)和戴姆勒宣布結(jié)成戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，宣布將于2017年推出消費者可承受的、批量生產(chǎn)的燃料電池汽車。而僅僅在此一周前，寶馬和豐田也宣布了類似的合作開發(fā)協(xié)議。
通過在燃料電池堆和其他系統(tǒng)零部件上的合作開發(fā)，福特、戴姆勒和雷諾－日產(chǎn)希望能夠在技術(shù)上有所提升并實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。一旦生產(chǎn)量提高了，這些汽車制造商就可以取得規(guī)模經(jīng)濟效益，并投放更多消費者負(fù)擔(dān)得起的汽車，戴姆勒董事會成員Thomas Weber如是說。
同時，各國制定的燃料效率標(biāo)準(zhǔn)和對碳排放的限制，也在刺激著汽車制造商向新的技術(shù)領(lǐng)域進行投資。為了降低研發(fā)成本，這些企業(yè)制定了一系列合作研發(fā)計劃。如福特和豐田就合作開發(fā)在北美銷售的適合大型汽車的混合動力系統(tǒng)。
但是，氫燃料補充站等基礎(chǔ)設(shè)施的缺乏，使燃料電池汽車的銷售局限在一些市場的縫隙之中，只能在配備氫燃料補充站的城市中，出售給具有環(huán)保意識的人士等數(shù)量有限的消費者。
即使汽車制造商對燃料電池汽車顯示出越來越濃厚的興趣，但目前其成本仍然大大高于傳統(tǒng)汽車。如果全球汽車企業(yè)的合作研發(fā)，能夠在今后的若干年內(nèi)大幅降低成本，那么燃料電池汽車的吸引力將會進一步上升?！?
（本文部分內(nèi)容源自《麻省理工學(xué)院技術(shù)評論》）
