柴油的終極替代 氫燃料卡車能否後來居上？

【卡車之家 原創】多數汽車「喝」的是油，排的是二氧化碳；現在，有車「吸」的是氣，排的卻是水。這第二種車不是天然氣車，它是氫燃料電池車。何為氫燃料電池車，很多人並不甚了解，其知名度不及紅極一時的燃氣車，更趕不上無處不在的電動車，但正是這樣一種「新」的新能源車型，正在業內悄然興起。

重汽氫燃料碼頭牽引車

近日，重汽推出了一款氫燃料碼頭牽引車，讓人們的視野轉向了氫能源，將氫燃料電池安裝在卡車上，這在國內尚屬首例。什麼是氫燃料電池？氫燃料有何優勢？它與卡車的結合，到底能走多遠？帶著這些疑問，我們諮詢了一些專業人士，也查閱了一部分資料，希望閱讀過這篇文章的卡友，能有答案。

● 氫燃料電池是什麼？

不同於乾電池、蓄電池等儲能裝置，氫燃料電池更像發電廠，通過補充氫氣產生電能。氫氣受壓，通過鉑催化劑，分解成兩個氫離子和兩個電子。這些電子會驅動汽車的電動機，而氫離子會和氧氣結合成水，以蒸汽「廢氣」的形式排出。

● 氫燃料電池的好處是什麼？

產生的電子能夠為電動機提供動力，排放的廢氣即是水，安全環保無污染，氫燃料電池完美的解決了困擾全人類最大的難題，被譽為柴油的「終極」替代品，可謂「一勞永逸」。人類再也不用絞盡腦汁，制定苛刻的排放標準為難自己，再沒有比水更加乾淨、安全的排放物。

特斯拉電動車

雖然氫燃料電池車依然靠電池驅動，但此電池非彼電池，一般電池充電放電，而燃料電池是充氣放電。一輛電動的Tesla Model S 充滿電至少需要20分鐘，而氫燃料電池汽車只需 3 到5分鐘就能充滿氣，甚至可以搭載儲氣罐，行駛里程要比前者長得多。

● 氫燃料電池車發展歷程

人們常說，是金子總會發光。如此優秀的動力供應方式，當然也並沒有被埋沒。早在1968年，世界上第一輛可使用的氫燃料電池汽車就已經誕生，這是一輛由通用公司製造的卡車，裝載了最大功率為150千瓦的燃料電池組，續航里程達200公里。

進入20世紀90年代，燃料電池電動汽車技術受到了空前重視，世界主要汽車廠商投入了大量的人力和物力研發燃料電池電動汽車。

豐田2016年提出研發氫燃料電池卡車的目標

新世紀伊始，通用汽車公司接連推出了「氫動3號」和「Sequel」兩款經典氫燃料電池汽車。2015年，日本豐田汽車公司正式發布了其量產版氫燃料電池車「未來」，相當於2.0發動機轎車水平，續行達到500公里，2016年又提出了研發氫燃料電池卡車的目標。

相比較，對於氫燃料電池研究的起步稍晚，但同樣取得了突破性成果。1999年，清華大學就生產出了第一輛氫燃料電池觀光車。2001年，上汽集團攜手通用汽車公司合資的泛亞技術中心，研製出「鳳凰」氫燃料電池汽車。上海世博會期間，上汽集團提供了174輛氫燃料電池車供世博會使用。

在商用車領域，純電動卡車和天然氣卡車，一直是新能源車型主攻的方向，對於氫燃料電池車鮮有涉及，重汽這次推出碼頭牽引車，做了第一個「吃螃蟹」的人，讓人們看到了燃料電池與卡車結合的希望。然而，在商用車的另一分支——氫燃料電池客車上，已經取得了較大成績。

福田歐輝氫燃料電池客車

2013年，福田與億華通開始研發氫燃料電池項目，2014年生產出5輛第二代12米氫燃料電池電動客車。通過近幾年來的發展，福田已經在氫燃料電池電動客車研發、製造、燃料供給等環節，取得階段性成績。

2016年，與有車(北京)新能源汽車租賃有限公司簽訂了100輛8.5米氫燃料電動客車銷售合同，開啟氫燃料電動客車的商業化運作。2017年4月，歐輝8.5米氫燃料明星車型BJ6852，在上海國際車展上搶盡風頭，成為眾人矚目的焦點。

● 氫燃料電池卡車的推廣難度在哪？

前有氫燃料電池客車的經驗之談，後有重汽碼頭牽引車的投石問路，將氫燃料電池技術推廣至普通物流卡車上，是否靠譜？我們採訪了多位專業人士，在他們看來，「前途是光明的，道路是曲折的」，除了技術難題有待攻克，資金成本也是阻礙推廣的難題之一，發展氫燃料電池卡車還有比較長的路要走。

氫氣製取難度大

我們在實驗室里製取氫氣的方法很多，但在實際生產中使用最多的，一是電解水，二是通過甲烷燃燒轉化。

通過甲烷大規模製取氫氣

如果想要一輛百分百環保的氫燃料電池卡車，就必須以不造成污染的方式來製造氫氣，即電解水，用電將水分解成氧氣和氫氣。目前，最好的電解水系統的能量轉化率只有80%，在沒有更好的催化劑作用下，製取困難，耗費的電能也較高，因此成本控制比較困難。

相比電解水，甲烷轉化要更划算，但卻會造成污染。蒸汽需要加熱到700到1000攝氏度，然後與甲烷結合生成氫氣和一氧化碳，以及少量二氧化碳。不過，得益於水力壓裂法生產的大量天然氣，美國有95%的氫氣通過這種方法來製造。

氫燃料電池生產複雜

除氫氣的製取，國內氫燃料電池的關鍵材料、相關零部件的生產流水線、生產工藝等配套稀缺，這使得氫燃料電池本身的製造更加複雜。

氫燃料電池車

氫燃料電池技術中最核心、最基礎的技術是膜電極，其重要性相當於電腦和手機的晶元，而國產膜電極在耐久性和性能上還有待提升。目前，國產膜電極的壽命最高能達到8000小時，國際上最好的水平是10000小時以上，這也直接決定了氫燃料電池的壽命。

另外，氫燃料電池現只有應用於客車的案例，將電池安裝在卡車，特別是重卡上，需要支持更大的馬力，以及更長的續航里程，這就要經過進一步技術開發、試驗，投入更多人力物力財力，循序漸進而非一蹴而就。

加氫站建設成本高

類似其他的新能源，包括電能、天然氣，將氫氣作為卡車燃料，必然涉及到長途運輸中燃料補充的問題，加氫站的建設又是一個繞不開的話題。然而，就當今的技術水平，氫氣儲運設備工藝製造要求高，因此建設這樣的加氫站需要巨大的投入。

建造氫氣燃料站投入巨大

根據一家國外媒體披露的數據，普通的電動汽車充電站只需花數十萬美元來建造，特斯拉的超級充電站建造成本高達 30 萬美元。但建造一個氫氣燃料站需要花費100萬至200萬美元。

為促進加氫站建設，2014年底財政部、科技部等4部委發布通知，對符合國家技術標準且日加氫能力不少於200公斤的新建燃料電池汽車加氫站，中央財政給予每站獎勵400萬元。儘管如此，這樣高昂的建設投資，仍然會嚇退不少觀望者。

通過天然氣卡車的推廣過程，足以見得氣站覆蓋程度的重要性。未來，即使技術問題完全攻克，配套的加氫站建設不能夠滿足用戶需求，氫燃料電池卡車縱使環保，也只能半途而廢。

安全問題易引疑慮

此外，安全問題也是一個不容忽視的問題。未來，氫燃料電池卡車投入長距離運營，必然將安裝儲氫瓶，而氫氣儲存需要極強的高壓，這讓人們對於其安全性不免存在疑慮。

豐田儲氫瓶

長途運輸面臨的突發情況複雜，交通事故引發著火也是常有的事，這對儲氫瓶的可靠性、安全性提出很大考驗。

更為困難的是，在技術成熟的前提下，讓人們放寬心，接受這個新事物，也是需要一定的過程和時間。

● 這一切是不是說明氫氣燃料電池卡車沒戲了呢？

答案自然不會那樣絕對。目前，國內的氫燃料電池項目研究還在初始階段，方興未艾，下結論為時尚早。

重汽氫燃料碼頭牽引車

2016年，對於新能源汽車行業可以說是不平靜的一年，「騙補」風波后，國家對於補貼管理愈發嚴格。按照國家規定，自2017年各類車型設置補貼上限，2019-2020年在此基礎上退坡20%，但但燃料電池車的補貼標準保持不變，足以見得國家對其支持力度。

政策的利好環境給予技術的發展提供有利的條件。氫燃料電池卡車，作為新生事物，發展必然會經歷種種困難，就如同多年前電動車、燃氣車一路走來一樣。現如今，電動車和燃氣車雖然沒有發展到完全取代柴油車的程度，但在投入實際運營已經不成問題。同理，我們也應該給氫燃料電池車的發展，一定的耐心，一定的信心。（文/張雅靜）

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