文/張天宇
5月20日消息，日本將推廣無汙染的氫燃料電池汽車，並計劃在全國建立更多氫燃料站，以實現2020年前氫燃料電池汽車保有量超過4萬輛的目標。此次氫燃料電池汽車合作涉及11家公司，包括豐田、日產、本田等汽車製造商與能源公司，以及一家銀行等。在日本，氫燃料電池汽車正在擺脫“傳說”的身份，即將成為市場化的終極新能源汽車。
氫燃料電池汽車的本質
氫燃料電池汽車（FCV-Fuel cell vehicles），是電動汽車的一種，並不是以燃燒氫氣產生的熱能為動力，而是通過氫氣和氧氣的化學作用產生電力並儲存在儲能電池中，然後通過電能驅動電動機，最終迴歸到了電動機工作模式從而驅動汽車。
氫燃料電池汽車在驅動方式上與普通純電動汽車並無區別，他們之間最大的區別就在於純電動汽車的電能需要通過外接電源將外界電能充入並存儲在電池內，而氫燃料電池汽車只需要在高壓儲氫罐中加註氫氣，在燃料電池堆棧裡，氫氣與外部氧氣發生氧化反應，反應過程中存在電荷轉移，從而產生電流。與此同時，氫與氧發生氧化反應後僅僅生成水這一種物質。
氫燃料電池堆棧反應原理圖
氫燃料電池汽車的優缺點
零排放
氫燃料電池汽車使用的原料只有氫氣，其與氧氣結合發生氧化反應產生電能只有一種物質產生——水，所以它最大的優勢就是能夠實現零排放。
續航無憂
就目前的技術而言，氫燃料電池汽車行駛100km消耗的氫氣大約為一公斤，而車身能夠存儲氫氣大約為五公斤，也就說它的續航里程大約為500km。雖然相對於純電動汽車代表作“特斯拉”來說續航里程並沒有明顯優勢，但是氫燃料電池汽車加註氫氣所消耗的時長僅為3-5分鐘，與普通汽油車加油時長無異。
能源轉換效率相對較高
據瞭解，傳統內燃機的能源轉換效率，從油井開始到汽車油箱再到內燃機，最後在變速傳統方面還要有損耗，綜合效率約為25%，純電動汽車從發電到充電再到電動機的綜合效率約為28%，而燃料電池汽車的能源轉換效率可以達到44%。
基礎設施成本較高
據悉，建造一個氫燃料站需要花費100-200萬美元，而特斯拉的超級充電站的費用為30萬美元，在基礎設施建設上成本過高，不利於普及。
氫氣如何安全存儲
眾所周知，氫氣是化學性質極度活躍的氣體，易燃易爆炸，在一般氣壓下的密度較低，想要得到足夠的氫氣來供應燃料電池堆棧的消耗，就需要進行壓縮，因此儲氫罐的設計與強度十分重要。
製取真正的綠色氫氣不易
雖然氫氣與氧氣只產生水，但是在氫氣的製取時並不能達到完全環保。目前最好的方法是通過電解水來製造氫氣，即用電將水分解成氧氣和氫氣，但這一過程會消耗大量電能，生產費用較高，而且目前清潔能源發電佔比不足1/4。
中國氫燃料電池汽車現狀
相對於其他國家，我國燃料電池發展起步較晚，技術儲備相對薄弱。目前國內已有一些車企開始了氫燃料電池的研發，不過大部分車企都選擇以商用車為突破口，例如：福田、宇通、東風、青年汽車。
其中，宇通在2016北京國際道路運輸、城市公交車輛及零部件展覽會正式推出第三代燃料電池客車，氫燃料加註時間僅需10分鐘，測試工況下續航里程超過600公里，成本較上代車型下降了50%，加快了燃料電池客車的市場化步伐。
與此同時，我國政府對於燃料電池汽車也相當重視，燃料電池車2016—2020年國家補貼分別為：燃料電池客車50萬元，燃料電池中重型物流車50萬元，燃料電池輕型物流車30萬元（鋰電僅補貼1800元/度），燃料電池轎車20萬元（鋰電僅補貼4.5萬—4.75萬元/輛），且5年內補貼額度不退坡（鋰電補貼每年下降）。同時，國務院辦公廳提出：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車加氫站，每站獎勵400萬元。各地政府也出臺相應的地方補貼政策，上海燃料電池車地方補貼比國家補貼高出10萬元/輛，大多數地方燃料電池車補貼維持與國家補貼1:1。
2016年11月29日印發的《“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃》對燃料電池車的發展寄予更高期望，與“十二五”規劃相比，新規劃重點提到：要系統推進燃料電池車的研發與產業化；推動高性能低成本燃料電池材料和系統關鍵部件研發；推動車載儲氫系統以及氫製備、儲運和加註技術發展，推進加氫站建設。規劃還明確，到2020年，要實現燃料電池車批量生產和規模化示範應用。