文|東籬
“我從未想過可以再見到它。”時年91歲的Floyd Wyczalek在2016年又一次坐進了Electrovan的駕駛室裏。
握着他50年前參與制造的全球第一輛燃料電池概念車的方向盤，這位前通用汽車工程師眼裏發着光。
轉眼又是4年。2020年9月8日，通用汽車宣佈20億美元入股電動汽車公司Nikola，其中燃料電池技術的應用是雙方戰略合作重頭戲之一。“價值數十億美元”，這是Nikola創始人Trevor Milton對通用燃料電池項目的評價。
而在萬里之遙的中國，很多人説，2020年是氫能元年。
逐利的資本不太會撒謊。氫雲鏈數據顯示，2020年前7個月，中國的氫能產業名義總投資超過1300億元，同比增長逾30％，投資達到百億級別的項目就有5個，而2019年同期只有2個。
如今，出台支持氫能發展政策的地方政府也超過40個，據不完全統計，目前全國規劃的氫燃料電池電堆產能逾3000兆瓦，燃料電池汽車預期產量超10萬輛。
9月13日，上汽集團正式發佈全球首款燃料電池MPV 上汽大通MAXUS EUNIQ 7，同時公佈其“氫戰略”。
資本、政府、車企紛紛出手，在這個逐漸轉涼的九月，中國氫燃料電池市場格外火熱。
氫的誘惑
提到燃料電池，現在很多人習慣性在前面加一個字——氫，也就是氫燃料電池，暗示着這是一場能源動力的變革。
人類每一次的能源變革都是提升減碳加氫、提升能量密度的過程。
氫氣是一種高能、高效的能量載體。古代木材作為燃料的能量密度只有每公斤0.13兆焦，現在標準煤、石油、天然氣直到氫氣，能量密度最高達到了140兆焦。
而且氫能是一種可再生能源，獲取方式多種多樣，無論是工業副產品、石化能源還是水，人類都可以通過各種方法從中獲取氫氣。
21世紀，人類正在從化石燃料時代向綠色能源時代邁進。中國工程院院士幹勇認為，轉變分為兩個：一個是化石能源消耗向綠色能源再生轉變，另一個是從高碳燃料向低碳燃料轉變。迴歸本質的話，還是燃料的“加氫減碳”。
“零碳”能源最終指向了氫能，這是一種零排放的清潔能源，氫氣和氧氣充分反應的最終產物只有水。
氫能如此誘人，各國政府開始出手制定戰略。
日本等多國已經將氫能社會定為國家戰略。新冠疫情爆發以來，德國等國將氫能視為振興經濟的重要手段。2020年6月份，德國宣佈將再投入90億歐元以支持氫能的發展。
中國在這方面也已開始佈局。2016年5月，中共中央、國務院印發《國家創新驅動發展戰略綱要》，表示要“開發氫能、燃料電池等新一代能源技術。”
之後的2019年，氫燃料電池首次被納入《政府工作報告》，2020年，氫能被納入《能源法》徵求意見稿。近期，有媒體報道稱，由多個部委參與的中國氫能發展整體規劃正在制定之中，中國氫能的頂層設計呼之欲出。
在落地方面，汽車產業是氫能戰略的重要一環。
作為二氧化碳等温室氣體的排放大户，汽車使用氫燃料需要通過燃料電池系統。
燃料電池是一種將外部供應的燃料與氧化劑中的化學能通過電化學反應直接轉變為電能、熱能、和其他反應產物的發電設備。
目前行業研究較多的燃料電池是外部供應燃料為氫氣、氧化劑為氧氣的質子交換膜氫燃料電池。燃料電池汽車就是以車載燃料電池系統產生的電能為動力或主動力的汽車。
1966年10月28日，在美國密歇根州，通用汽車展示了一款名為Electrovan的概念車，被視為是全世界第一輛燃料電池車，由於成本過高，當時沒有得到推廣。
如今，無論是國內還是國外，汽車電動化的趨勢不可阻擋。只是，前途光明，道路曲折，從過去到現在，電池安全仍然是很多消費者猶豫是否購買純電動汽車的重要因素。最近寧德時代“811”電池也陷入安全性的爭議當中。
氫燃料電池也是電動化浪潮中的一員，而且“燃料電池的安全性比鋰離子電池高。”中國工程院院士衣寶廉認為，氫燃料電池本質是一個通過電化學反應實現的能量轉化裝置，原理上和鋰電池是一致的，但從工作方式來看，它和內燃機更像。
內燃機的汽油（柴油）是存儲在油箱裏面的，燃料電池的氫氣是存在儲氫瓶裏面，前者有發動機進行能量轉化，後者的能量轉換場所是在燃料電池電堆中，電堆和儲氫瓶是分開的。
“我搞了一輩子燃料電池，從來沒有發生過燃燒和爆炸的事故。”衣寶廉表示，燃料電池電堆裏面的能量很少，如果出了事情，只要把氫氣的供應切斷，就能保障安全。
然而，這樣一種高能、高效、安全的可再生清潔能源，現在剛剛步入商業化的窗口期。
兩起兩伏後的曙光
當前，氫燃料電池汽車的民用熱潮已是20世紀以來的第三波浪潮。
通用的Electrovan在1966年沒有掀起太大波瀾，直到1973年，第四次中東戰爭爆發，帶來了第一波燃料電池民用化的熱潮。
當時國際石油輸出國組織（OPEC）對以色列等國實施石油禁運，僅僅3個月時間，從1973年10月1日至1974年1月1日，國際油價從每桶3.11美元上升到11.65美元，引發了全球性石油危機。
石油危機使得民用燃料電池汽車的研發和投入火熱了一段時間，但這波浪潮並不持久，隨着危機的暫時解決，燃料電池的熱潮就慢慢冷下去了。
第二次浪潮興起於2000年前後，由加拿大的巴拉德等燃料電池生產企業推動。但是因為當時的技術沒有成熟到商業化應用的階段，車企並不支持他們，消費者也沒有需求，零部件供應商一方撐不起燃料電池汽車市場，最終氫動力汽車也沒有發展起來。
此後一段時間內，由於氫燃料汽車在全球範圍內遲遲無法實現量產，不少政策逐漸向搭載鋰電池的純電動汽車傾斜，氫燃料汽車全產業鏈頻現倒閉潮。
到了2014年，豐田終於推出全球首款量產氫燃料電池汽車Mirai，沉寂多年的氫能汽車行業才得以復甦。
以此為起點，第三波氫能浪潮在汽車領域的暗流開始湧動。事不過三，或許這波氫燃料電池的商業化真能起來。
在各國政策扶持下，豐田汽車推出了Mirai，本田的Clarity、現代的NEXO等乘用車型亦紛紛量產。上汽也推出了搭載氫燃料電池系統的榮威950。
中國汽車工程學會常務副理事長兼秘書長張進華在2018年就曾表示，國外車企量產車型的主要性能，包括壽命、功率密度、價格等方面，與傳統汽車相比都已具備一定的競爭力。
在商用車領域，豐田正在加碼，通用則選擇和電動卡車公司Nikola合作推進燃料電池系統在卡車領域的落地。國內的長城、福田、上汽也都在發力。
但是和國外相比，目前中國在氫燃料電池領域的技術實力仍有短板。
“應當正視我國氫能與燃料電池產業和國外先進水平仍存在一定差距。”中國工程院院士、中國礦業大學（北京）教授彭蘇萍表示，“卡脖子”技術分佈在氫能產業的多個環節，急需打破技術封鎖，包括氫氣儲運技術存在的短板、相關核心設備主要依靠進口等。
被什麼“卡脖子”？
燃料電池技術原本應用於航空航天以及軍事等領域，從技術本身來看，相對成熟，不存在太大的難點。
但正因為被用在不計成本的航天和軍用領域，燃料電池技術門檻其實很高，拓展到民用領域，如何削減成本成為關鍵。
無論是國內還是國外，制約氫燃料電池汽車發展的核心要素之一就是氫氣這一能源本身。
在用户和政府端，對於燃料電池汽車的認知非常不充分，對於其安全性的質疑很多。同時法規標準也不完善，豐田在日本也遇到困難：在氫燃料電池汽車進入密閉空間如地下停車場時，沒有權威第三方可以證明這是沒有安全隱患的。
此前張進華就曾表示，很多官員中仍將氫與不安全劃等號，因此進行科學普及至關重要。
值得慶幸的是，政策正在放開。上汽集團副總裁藍青松透露，從今年開始上海不再將氫氣定義為危化品，而是轉為燃料，“將其視作燃料來管理，這便是政策上的巨大變化。”
不過問題不止這些。作為交通領域的能源，氫能的供給規模和價格不足以支撐大規模商業化推廣，氫燃料的加註困難，費用偏貴。
氫能產業鏈分為制氫、儲氫、運氫和加氫等幾個方面。
以最終端的加氫站為例，裏面的設備就包括壓縮機、加氫機、順序控制櫃、卸氣櫃等等。上海氫楓能源技術有限公司董事長方沛軍表示，“加氫站裏面建站很多設備是來自國外的品牌，目前來看（比例）還很難降下來。”
採購國外設備的成本將被傳導到終端的加氫價格，目前來看，氫氣的價格對於消費者而言還是太貴。
一位上汽的氫燃料電池資深工程師告訴HD汽車商業週刊，“或許氫氣出廠只要幾塊錢，但經過脱硫、純化、加壓運輸、氣站儲存，到了加氫站可能還要升壓，此外加氣站成本可能佔到40-50%，綜合成本算下來就很貴。”
近期在安亭的加氫站，HD汽車商業週刊觀摩了一次加氫演示，機器屏幕顯示，加註0.35千克的氫氣共需支付25元人民幣，也就是每公斤的氫氣加註價格超過70元。
不過相關人士透露，他們和加氫站簽訂的協議遠沒有這麼貴，每公斤不到40元。
但是業界普遍認為，氫氣價格達到20-25元才能夠讓用户有好的體驗，現在加氫價格動輒每公斤六七十元，補貼後也在40元上下，相比加油或者充電，汽車加氫的單位價格更貴，因此，短期很難通過純市場化的行為進行推廣。
再回到氫燃料電池汽車的生產製造環節，從全球視角來講，氫燃料電池汽車的產業鏈也難言成熟。
“豐田、本田和現代，大多都是依靠背後財團，打造一個全封閉系統自己幹。”廣東泰羅斯汽車動力系統有限公司總經理張鋭明對HD汽車商業週刊透露，現在很多催化劑、質子膜等核心材料和零部件掌握在少數企業手中，成本居高不下。
上海捷氫科技有限公司總經理盧兵兵指出，催化劑、質子交換膜、碳紙等是氫燃料電池電堆領域“卡脖子”的關鍵技術和零部件。
以質子交換膜為例，全氟結構的質子交換膜要實現大規模量產的條件嚴苛。一方面，氟化工材料很特殊，有強腐蝕性、爆炸性，所以要求工業化的穩定的生產平台，而這個需要時間的積累。另一方面，廠商還要和車企一起開展試驗評價，“沒有試驗評價，就沒有人敢用你的膜”。
更令人擔憂的是，研發全氟質子交換膜現在還是燒錢階段。據山東東嶽集團首席科學家張永明介紹，“這個膜現在一直在賠錢，年年幾千萬，一般的公司都不願意做，願意負責任的公司才做。”
國家也發現這些問題。在2020年9月5日的泰達論壇上，財政部經濟建設司一級巡視員宋秋玲解釋了燃料電池汽車的財政補貼變動，“轉型後的示範政策核心目標就是支持企業加快突破關鍵核心技術，打造自主可控的產業鏈”。
現如今，氫能各環節尚未真正打通，燃料電池關鍵核心技術不在自己手中，這是兩個卡住中國企業脖子的關鍵問題。
甚至兩者之間還存在矛盾，既有燃料電池系統和氫氣的價格矛盾——“做氫的覺得電堆貴，做電堆的覺得氫貴”，也有氫燃料電池車和加氫站之間的數量矛盾——“車覺得沒（加氫）站，站覺得沒車”。
問題的癥結在於“規模”。
一百萬輛的生死線
截至2020年8月，我國已累計推廣燃料電池汽車超過7200輛，累計運行里程接近1億公里，共建成加氫站72座，但這還遠遠不夠。
“燃料電池車在2035年必須達到一百萬輛，如果達不到，就是有風險的。”中國科學院院士、清華大學教授歐陽明高直言。
西方國家在公司角度來看會有“死亡之谷”，即技術開發成功後，商業化還要越過投資規模、回報率、風險控制等難關，但中國現在從國家層面給企業搭了橋，要利用好這個機會。
“目前中國燃料電池市場的火熱，其政策導向非常明顯，這是好事。”一個深耕燃料電池市場數十年的專家對HD汽車商業週刊表示。
遺憾的是，國內不少企業只關注眼前利益，花錢投產是為了國家補貼，而非提高技術。所以補貼政策要既照顧到現狀，更要鼓勵自主專利研發，推動技術進步，今年“以獎代補”的政策轉變也暗合此理。
畢竟在政策基礎上，企業主動投入才是推動行業進步的力量。
同濟大學燃料電池汽車技術研究所所長章桐直言，“由於各方面因素，國內企業投入還是不夠，產業就很難起來。”反觀豐田、通用等車企，在燃料電池上做了幾十年的投入，近幾年的研發費用每年高達上億美元。
不過章桐表示，這方面上汽是個例外。作為中國最早開展燃料電池技術研發的汽車企業，上汽於2001年就啓動了鳳凰一號燃料電池汽車項目。2006年正式成立燃料電池事業部，從整車集成、系統集成，到如今發力突破電堆技術，公司一直在投入研發，並相繼推出燃料電池乘用車榮威750、950和商用車上汽大通FCV80、EUNIQ 7等車型。
在這期間很多燃料電池相關的企業或倒閉或轉型，上汽當然也受過影響。
時任上汽集團前瞻技術研究部燃料電池系統部總監陳雪松對HD汽車商業週刊坦言，“外面都死掉了，上汽內部也曾質疑過，這個方向對不對？最終堅持了下來。”
現在越來越多的國內車企正加入進來，上汽大通MAXUS EUNIQ 7更是計劃瞄準中高端商務出行領域，進軍個人消費市場，國內燃料電池商業化開始加速突破。
發佈MAXUS EUNIQ 7同時，上汽也發佈了“氫戰略”：在2025年前，推出至少十款燃料電池整車產品，上汽捷氫科技達到百億級市值，建立起千人以上燃料電池研發運營團隊，形成萬輛級燃料電池整車產銷規模，市場佔有率在10% 以上。
“燃料電池的乘用車受到基礎設施制約較大，目前來看更適合先應用於商用車領域，圍繞加氫站進行運營，並在公共交通、物流以及城市出行等領域中率先落地。”藍青松表示。
今年的泰達論壇上，宋秋玲表示：“本次示範重點推動燃料電池汽車在中重型商用車領域的產業化應用，並向重型貨車傾斜。”
確實，相較乘用車，客車和卡車對燃料電池的技術要求更低，商用車規模化可以培育一批能源供給、零部件甚至是材料的供應商，把中國自主的產業鏈打造起來，然後逐步提高技術水平，進而擴展到乘用車領域。
正如上汽集團副總裁兼總工程師祖似傑所言，燃料電池要先在商用車領域規模化應用，而規模又將帶動產業的良性循環。
未來很長一段時間，結合混動，乘用車繼續堅持純電路線，客車、卡車等商用車領域提升應用燃料電池技術的比例，“雙線並進”將是新能源汽車的發展趨勢。
更多難題還在後面。商業化之後，企業還要考慮“燃料電池出現問題的承受度”，即如何進行售後服務。中國能源工程集團首席科學家範欽柏指出，這是過去很多美國燃料電池企業失敗的主要問題，也將是中國企業將來必須面臨的困難。
“你氫醒了嗎？”範欽柏説，他希望各位從業者這樣問問自己。
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