20 年前，丰田用寓意“超前”的 Prius 给首款混合动力轿车命名，写好了环保汽车史的序章；20 年后，丰田再度用寓意“未来”的 Mirai 给首款燃料电池（Fuel Cell）汽车命名，这会带来新能源汽车的又一场革命吗？
▲ 日益壮大的 Prius 系列已成为环保汽车的标志。
日本是全球首个明确推进燃料电池汽车应用的国家，日本经济产业省（METI）早在 2013 年就为燃料电池汽车产业制定“氢燃料电池车普及策略”，并在 2016 年再度上调发展预期。按照这份激进的计划，日本将在 2020 年东京奥运会之际拥有 4 万台燃料电池汽车，2025 年达到 25 万台，而终极目标是在 2030 年达到 80 万台。
与之对比的是，日本国内现在只有丰田和本田两家拿出商业化的燃料电池汽车产品，且每家只有一款可选。
▲ 本田 Clarity，是日本国内能买到的另一款燃料电池汽车。
我们不仅是大自然的搬运工，我们还生产水
“燃料电池”是一个人人听过却无人能解释清楚的名词。要强调的是，这里的“燃料”与“燃烧”没有任何关系，燃料电池可将燃料中的化学能直接生成电能，与传统电池类似“蓄水池”储存电能相比，燃料电池是一台可发电的“造水机”。
目前燃料电池汽车广泛采用的是氢─氧燃料电池，学过高中化学的都知道水的化学方程式是 H₂O，而氢氧燃料电池产生作用的过程就是水被电离分解的相反过程。电池内部简单分为正极和负极，正负极之间为电解质架构。
工作流程中，燃料罐中的氢气被引入燃料电池的负极，氢气在此分解为氢离子和电子，氢离子融入电解质中，行驶中的流入的空气导入正极，其中氧离子遇到融入电解质的氢离子合成水，电子则从负极流向正极的过程中形成电流，驱动车辆前进。
“唯一排放到环境中的是水”是所有燃料电池汽车必备的宣传语，再加上氢为地球上含量最高的元素且氢气为可再生能源，这都让燃料电池汽车具备极高的环保特徴。
（Source：丰田 Miria 广告）
同时，燃料电池汽车也顺道具备了燃油车的几大优点：首先是添加燃料速度极快，一般 3 分钟左右即可完成加气过程；其次是燃料电池汽车的续航极为理想，目前量产车加一次气可达到近 700 公里的总里程；再来，氢气罐的体积可控，与蓄电池汽车想要增加电池容量就要占更多空间不同，燃料电池更适合卡车、皮卡等货车。最后，燃料电池汽车在燃料衰减，易维护程度方面也直逼燃油车，在生命结束周期结束后也无需像锂电池要回收处理。
马斯克：这不是燃料电池，这是傻瓜电池
然而，看起来很美很环保的燃料电池汽车，却遭到电动车巨擘、特斯拉 CEO 马斯克泼冷水。他接受汽车媒体 Automotive News 采访时，马斯克在镜头前公然宣称燃料电池汽车非常傻（Extremely Silly），电动车阵营同室操戈，究竟为何？
（Source：musk hydrogen）
燃料电池的“燃料”是氢气，但氢气并不是可从自然界直接抓到的产物。从生成氢气到灌到车里，消耗能源造成污染的环节还有 3 个。一是制造氢气，二是压缩氢气，三是运输氢气，在现有技术条件下，这 3 个步骤的能源利用率都不高。
以最重要的生成氢气来说，电解水和甲烷制氢是业界两种主流方法。电解水生成氢气的能源转化率只有 25% 左右，虽然已经有厂商尝试用太阳能发电来电解水，但是用电能电解水生成氢气，再用氢气发电的方式多少有点曲折。甲烷制氢的效率略高，代价是会生成有毒的一氧化碳，如果用燃烧去除一氧化碳，又会得到更多二氧化碳，都得不偿失。
美国加州大学欧文分校（University of California，Irvine）APEP 研究小组（Advanced Power and Energy Program）的研究结果显示，现有技术条件下，传统充电式电动车要比燃料电池汽车更节省能源。
（Source：APEP）
鸡不便宜，蛋也挺贵
几乎每个在北京购买新能源车的人都会发愁去哪充电的问题，这个问题在燃料电池汽车上尤甚，毕竟燃料电池汽车需要的加氢站在当今世界可是稀有物种。
对城市基础建设而言，加氢站和燃料电池汽车间的关系就是鸡与蛋的关系，没有足够的车量，政府和商家看不到投资加氢站的获利空间；反过来说，没有便利的加氢网络，私人车主也很难下购买燃料电池汽车的决心。
由于氢气本身易燃，再加上要用高压液态的方式储存，使得加氢站所用的储氢罐和管路都必须采用高价材料搭建，单体成本远高于特斯拉的超级充电站。
在丰田给车主的加氢站地图网站上可以看到，美国境内全部的加氢站都集中在加州为主的西海岸周边，车主想要横跨东西海岸长途旅行还是不可能的事。参照特斯拉在完成美国主干线的充电网络后取得的井喷式销量增长，目前燃料电池汽车要走的路难且长。
（Source：丰田）
另一方面，产能过小导致成本偏高也在燃料电池汽车身上重演，丰田 Mirai 在元町工厂的日产量只有 10 辆，运到美国后的总车售价达近 6 万美元，这价位在传统燃油车中已经可以买到高配的豪华品牌车辆了。如当年 Prius 和新能源车在中国生根发芽的过程一样，政府补贴是促进普及的重要举措，也会成为工业能否崛起的胜负点。
钱不是问题，技术是
对于任一项意图挑战现有市场秩序的产物来说，只谈成本未免有点眼界过小。回到文首，日本大力推广燃料电池汽车除了为东京奥运形象宣传，以及岛内能源匮乏使传统电池不易普及，更重要的还是看重燃料电池汽车更优秀的用户体验。传统燃油车的维护使用方式加上普通电动车的行动平稳性，从任何角度来说都是购车者的好选择。销量增长后，成本下降也必然可期。
如同传统燃油车，核心技术的困扰才是燃料电池汽车普及的最大障碍，造氢、储能、电池核心元件、储氢罐稀缺材料等多方面问题，都需要物理、化学、工程等跨多个基础领域的发展才能缓解，就像特斯拉电池密度的问题，成为未来几年的长期桎梏。一旦这些领域取得突破，燃料电池汽车一定会在主流舞台大放异彩，毕竟，跟着优秀的用户体验走，永远不会出错。
（本文由 爱范儿 授权转载；首图来源：丰田）
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