鉅大LARGE | 點擊量：1007次 | 2019年02月23日
深度體驗奔馳氫燃料電池車
前段時間，豐田的氫燃料電池車Mirai在央媒露出后，氫燃料電池車這個汽車發展領域瞬間在國內獲得了很高的關注度。同時大家也驚奇的發現，鋰電池電動汽車或許純屬是個笑話。國內之前火熱的電動汽車市場，明明就是某些廠家欺騙國家補貼的工具。所以在5月份之后，電動汽車補貼門檻收緊，而燃料電池車市場傳出利好，上海最先發聲響應——上海市科委印發《上海市燃料電池汽車推廣應用財政補助方案》。
有錢治霾是好事，但"拆西墻補東墻"不行，"顧短不想長"也不行。
氫燃料電池車會不會也是坑?氫燃料電池車真會比鋰電池電動汽車環保么?更經濟實用么?更加適合推廣么?在歐美發達國家他們的燃料電池汽車工業以及體系到底發展到什么程度?
為了揭開這些疑問，并抱著學習的態度，我們在德國對奔馳的氫燃料電池車BF-Cell進行了上千公里的實測，它也是奔馳首款商業化燃料電池車。其實早在90年代的時候奔馳就已經研制出燃料電池車，只不過由于成本過高等原因，一直沒有推廣到市場。直到2005年才讓BF-Cell問世，后面慢慢生產、推廣、實驗，讓這輛B級轎車去摸索市場，到如今算是已經慢慢積攢了10年的經驗了吧。
我們試駕的是奔馳氫燃料電池車BF-Cell200車型，動力有136馬匹，最高時速在170km/h。官方宣稱續航里程400km，但是我們駕駛的車輛由于年老失修，只能續航360km左右。當然儲氫罐技術相比現在的新款GLC氫燃料電池車也是很落后的，所以總是無法完全加注滿氫氣。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
工作原理：
燃料電池汽車實際上是通過氫氣和氧氣的化學作用，產生的電能再供給電動機，來驅動車輛行駛。
其實整個產生電能的過程就是電解水(2H2O→2H2+O2)的逆反應。將氫氣送到燃料電池的陽極板(負極)，經過催化劑(鉑)的作用，氫原子中的一個電子被分離出來，失去電子的氫離子(質子)穿過質子交換膜，到達燃料電池陰極板(正極)，而電子是不能通過質子交換膜的——這個電子，只能經外部電路，到達燃料電池陰極板，從而在外電路中產生電流。電子到達陰極板后，與氧原子和氫離子重新結合為水。
與傳統汽車相比，燃料電池車能量轉化效率高達60~80%，為內燃機的2～3倍。并且在行駛過程中只排放水(專家說這水可以喝的。確實有人也嘗試過)，它本身工作不產生一氧化碳和二氧化碳，也沒有硫和微粒排出。
為什么遲遲沒有推廣到市場?而如今市場發展又如何呢?
這觸及到實際問題，即氫燃料電池汽車的產業化問題。歸根結底就是成本太高。其實戴姆勒、福特、豐田等車企雖然很早就開始研發，但一直沒能順利產業化，也沒有商業銷售，主要問題是成本降不下來!成本降不下來!成本降不下來!
首先是整車成本過高。舉例來說，比如氫燃料電池持最核心的技術——質子交換膜，以杜邦的Nafion為例，約為一平方厘米10元人民幣，按照用量一平方米計算，光是質子交換膜的成本就在10萬元左右。而且這個膜又需要鉑金為催化劑，這個催化劑是使氫燃料電池持續穩定地發生電化學反應所必需的。用100克鉑，按照181元/克計算，催化劑就用了近2萬塊。另外車上還要配備高強度的高壓儲氫罐，而且外殼都是碳纖維的。對這個儲氫罐安全要求特別高，必須考慮密封以及防止碰撞后的泄漏等問題。本田一款氫燃料電池車一直沒能在歐洲上市，就是因為碰撞試驗沒能符合歐洲法規。據說單單這個車載儲氫罐成本6萬。這些還只是整車成本的一部分。氫燃料電池整車成本到底有多貴，已經很顯然了。
目前豐田Mirai在德國售價為8萬歐元左右，新款奔馳GLCFuelCell目前只租不賣。
還有一點就是氫氣的產量和存儲難度也很大，成本也都很高，因此還需要找到大量生產廉價氫的方法。目前國內電解水制造的氫氣價格為40到80元每千克不等，工業煤氣制氫氣價格則低很多。而德國加氫站價格為每千克10歐，也慢慢趨于汽車能源市場可接受的價格。儲存方面，德國加氫站都是以高壓氣體(700巴)形式儲存(國內則是350巴)，存儲成本很高。壓縮氫氣為液態的話成本也過高，劃不來!
國內目前好像只有6個加氫站，而且只有350巴氫氣，沒有700巴的。不過政府和企業也都在大力規劃、積極投資建設加氫站，估計不久的將來加氫站數量就會井噴，大家可以在此找點商業機會。另外據說目前國內的氫氣設備為了達到安全要求都是從歐美進口。
氫燃料電池車實用性到底多大?能滿足日常需求么?
就單單這款車來說，它完全滿足了我日常的需求。續航里程300多公里，從一個城市去另一個城市往返完全沒有壓力。中途加注氫氣也很方便。
氫燃料電池汽車銷量一直不大，還有一個主要制約因素就是
加氫站
數量太少。這完全是要先有雞還是先有蛋的矛盾問題。加油站不擴展加氫設備，因為達不到一定量的客戶需求，畢竟在德國這種設備全部下來也得100萬歐元。而汽車廠家沒有辦法推銷氫燃料電池車，又因為沒有氫氣站覆蓋，無法滿足客戶日常使用。這種矛盾的解決方案自然是寄托于政府賜予的"老母雞"啦——政策補貼!
德國目前有50個左右可運作的加氫站，明年將達到100個。就目前來看，南北德以及西德加氫站覆蓋率很高，方圓50公里之內都可以通過APP找到加氫站。而且家庭轎車一般采用700巴的氫氣，公務車則是使用350巴。
即便開到極速170km/h氫燃料的消耗只比之前多0.6倍——比如正常速度下百公里需要1kg氫氣，而暴力駕駛或者極速下也就需要1.6kg左右，這一點是內燃機以及鋰電池電動車無法攀比的。
值得一提的是，加氫過程只需3分鐘，和平時加油一樣快捷。相比特斯拉快充30分鐘才達到80%的電量(車主反映這種快充也就跑200公里)，這個速度是它的10倍不止。整個加注的過程也很方便安全，和平時加汽油一樣，提槍、插入罐口、加注。并且完全不需要專業人員協助，普通人就可以操作。
費用方面，德國1kg氫氣是10歐元，一般1kg可以跑100公里。
也就是100公里10歐元的能源價格
，和汽油車差不多。因此這個價格也是完全可以接受的。
簡單來說氫氣填充便利性及續航里程(能源經濟性)跟燃油汽車基本一致。
在行駛特性上，氫燃料電池電動車也和純電動車一樣，駕駛過程中很安靜，沒有內燃機一般的噪聲。動力也是可以滿足日常需求，只是動力不大而已，想要享受速度與激情有點困難。另外，氫燃料電池電動車耐用性也出人意料，我們駕駛的這臺車已經有9年車齡了，工作狀態還是很不錯的，不管是電機還是電池或者化學反應堆都沒有問題，續航里程只是比之前減少了一點點。
氫燃料電池電動車安全么?
首先整個加氫氣過程是很安全的，其實和大街上賣氣球的小販所做的事差不多，無非就是把罐里的氣體加注到另一個地方去。而且氫氣是無毒無味的，即便當氫氣泄漏時，它也不會流動開來，而是迅速揮發散布在大氣中，所以它幾乎沒有時間來燃燒。當然明火還是要杜絕的，要不絕對炸得分生碎骨。
另外氫燃料電池電動車也是經過了嚴格的碰撞試驗，目前銷售的車型都獲得了5顆星的好評。同時車載氫氣罐里面用的是高強度鋼，外面再加碳纖維殼體，總的抗撞擊強度還是相當大的，安全系數非常高。
鋰電池電動車VS氫燃料電池電動車!
鋰電池電動車缺點：
●即便快速充電也得花半小時，時間過長。已經出現失敗案例：某市把出租車全部換為鋰電池電動車后，結果出租司機天天在排隊充電。
●鋰電池電動車行駛過程中沒有污染物排放，但是電能哪來的?國內75%左右的電來自于火力發電廠，直白的說就是燒煤。那排出的污染物不亞于汽車，二氧化碳、硫化合物、有害微粒等等。這就是典型的"拆西墻補東墻"——其實環保問題沒有真正解決，想想倫敦煙霧事件，燒煤產生的污染應該比汽車大的多吧!
氫燃料電池電動車缺點：
●氫燃料電池無法很好的應對動力輸出的快速變化，以及動力不夠強勁，車輛加速性能這點簡直無法與其他車相比。
為了彌補這一缺陷，奔馳在新款GLCF-CELL上外加了一組容量為13.8kWh的鋰離子電池組作為額外的能量源，并支持插電技術——變成以氫燃料為主的插電式混合動力汽車，這樣在全力加速的時候，就有足夠的能量響應。
●其次加氫站是物質的傳遞，充電站是能量的傳遞。所以充電的傳輸和維護成本低，并且車主可以在每個小區車庫充電，而加氫做不到。
其實鋰電池電動車和氫燃料電池電動車是兄弟關系，需要(可以)互補互助。不過從長遠來看，氫燃料電池汽車可能后勁更足，尤其是隨著汽車無人駕駛的逐步實現，使氫燃料電池車會更有前景。因為無人駕駛技術需要很多傳感器和變送器，這些要消耗不少電能，對已經有"里程焦慮"的純電池電動車來說，加重了它的負擔。
總結：
目前德國的氫燃料電池車工業已經實現基本的產業化，商業推廣也慢慢步入正軌，發展的勢頭其實是很迅猛的，就關鍵的加氫站的布局也慢慢在趨于完善。
現在看來氫燃料電池電動車或許更加符合以后的發展趨勢。單單在補充能源速度方面就有絕對的優勢;整車的性能完全可以滿足日常通勤需求——不管是動力還是續航里程以及耐用度。當然也有它本身的缺點，需要克服。
借鑒歐美在這方面技術路線的選擇上，咱們的良心車企更應該是按照市場最終需求而選擇技術路線，而不應該按照政策補貼選擇技術路線——萬金補貼換來的不能再只是一場裸泳了。
拓展:綠色能源氫氣的制造
目前工業上一般從天然氣或水煤氣制氫氣，而不采用高耗能的電解水的方法，從根本上說通過這種方式制造的氫氣并不能稱之為"綠色能源"。但是，如果能利用大規模的風電進行電解水制氫則可謂是100%純天然"綠色能源"——就是說通過風力產生交流電，這部分風電只需進行簡單的變壓、整流處理，即可變為直流電，產生的直流電再用來電分解水，從而產生氫氣和氧氣。這樣氫氣可以運到加氫站，供給燃料電池電動車;氧氣則可以運到醫院，用于醫用。
采用這種模式還有一個好處就是，風電場就不用建設并網設備，風電機組會大大簡化，最關鍵的是風能的利用率可得到有效提高、風能的儲存也得到了完美解決。并且還可以減少化石能源消耗，降低工業制氫過程中的污染物排放。目前在德國已經有幾個這樣的風電制氫場投入使用。
當然風電制氫也面臨一些難題——成本與運輸。
和工業制氫氣相比沒有價格優勢，而且產量不穩定，制氫場無法集中管理。氫氣的運輸依賴長管拖車，運輸效率非常低。
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