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已经远离人们视线许久的燃料电池汽车似乎要强势回归了。
日本丰田汽车公司日前宣布，在今年晚些时候将揭开一款新型氢燃料电池轿车的神秘面纱，并定于2015年将其投放市场。同时，其他几家全球知名的汽车制造商也宣布，将在燃料电池技术商业化方面进行合作，包括今年年初结成战略合作伙伴关系的福特、戴姆勒和日产，以及刚刚宣布合作的通用和本田。
“通用、丰田等汽车制造商在燃料电池汽车的研发上付出了巨大的努力，燃料电池汽车的可行性超乎大多数人的想象。”美国密歇根州安阿伯市的非营利性组织——汽车研究中心的制造、工程和技术联合主任Brett Smith说。
尽管氢燃料电池汽车曾屡屡受到质疑，未来发展也还面临诸多挑战。但近年来研究者已经在这项技术上取得了重要进展，尤其是大幅降低了它的成本，让人们看到了燃料电池汽车蓬勃发展的希望。而随着汽车排放标准制定的愈加严苛，燃料电池汽车也将发挥其重要的作用。
一度陷入低谷
燃料电池汽车曾经是美国布什政府的宠儿——布什总统曾经在2003年国情咨文演讲中建议提供12亿美元资金用以支持这项技术的研发，但好景不长。
虽然燃料电池汽车前景良好，因为它可以和传统汽车一样方便，而且只释放对环境无害的水蒸气，但昂贵的价格却使人望而却步。另外，燃料电池汽车要想付诸实际应用还必须建设足够的氢燃料补充站，这也需要巨额投资。
对于人们普遍认为氢燃料电池汽车具有的环保性，质疑也从未停止：尽管氢燃料电池汽车本身不排放二氧化碳，但是用以生产氢燃料的天然气却是一种化石燃料，生产过程会释放出大量的二氧化碳。虽然用太阳能或风能也可以生产氢燃料，但这种方法效率较低且成本高昂。
由于氢燃料电池汽车技术面临的挑战愈加明显，人们对它的兴趣开始逐渐冷却，布什政府也转而强调生物燃料。2009年，奥巴马政府削减了对燃料电池汽车研究与开发的资金投入。彼时，美国能源部长朱棣文称，燃料电池汽车要想取得或功除非发生奇迹。
发展重现曙光
奇迹就这样发生了。
从2009年开始，与燃料电池汽车相关的成本开始逐渐下降。几年前，通用和丰田各自需要花费100万美元来制造燃料电池汽车的技术原型。而现在，丰田将燃料电池轿车的售价目标定在低于10万美元。
成本之所以会大幅降低，是因为丰田已经研发出了能够减少燃料电池系统中零部件数量和所需贵金属铂的量的方法。丰田称其正在努力研发燃料电池轿车的制造等技术，希望在2015年正式投放市场前能够进一步降低成本。
美国丰田汽车销售公司战略规划副主席Chris Hostetter称，这款燃料电池轿车有可能以五万美元的低价出售，这个价格要比特斯拉生产的拥有相似里程数的Model S电动汽车售价要低。
“燃料电池汽车的成本正在以相当稳定的速度下降，”加州大学戴维斯分校交通运输研究所主任Daniel Sperling称，“汽车行业的大多数人认为，一旦开始大规模生产，成本将不是障碍。”
同时，最新的研究表明，相较于传统汽车和纯电动汽车，燃料电池汽车似乎对环境更为有利。
今年5月，美国能源部公布了燃料电池汽车2035年二氧化碳排放量的预期数据，其中包括氢燃料的制造、压缩和运输所产生的二氧化碳量。数据表明，氢燃料电池汽车排放的二氧化碳量将少于当前传统汽油动力汽车排放量的一半。
相比于电动汽车，氢燃料电池汽车在环保方面的优越性主要体现在严重依赖煤电的地区。在煤电使用较少的地区，电动汽车的前景还是非常乐观的。而且未来，可以预期电动汽车将能够通过清洁能源进行充电，如风能和太阳能等。
燃料电池汽车的优势还显示在有利于解决可再生能源的间歇性问题上。比如，夜晚用电需求较低，此时产生的风能也许就会过剩。而现在，德国就打算将夜间产生的过剩风能用来电解水，从而产生氢燃料。
Sperling认为，这种利用氢来储存过剩可再生能源的方法是非常可行的。他同时强调，其他一些低碳造氢的方法也正在发展之中，比如将太阳光直接转化为氢等。尽管这些方法现在还处于早期开发阶段，但前景良好。
虽然具有种种优势，但对于燃料电池汽车而言，最大的挑战依然是氢燃料补充站的缺乏。与可以在家充电的电动汽车不同，氢燃料电池汽车需要建立一个燃料补充站的大型网络。
对此，有些人认为，一个城市只要有几个氢燃料补充站，就足以使人们产生购买氢燃料电池汽车的热情。但Smith却不以为然：“在我知道城市的每个角落都设置了燃料补充站之前，我是不会购买氢动力汽车的。”
汽车制造商也意识到了这个潜在障碍。最近，丰田就在积极争取在其氢燃料电池汽车投放市场前，能够设置更多的氢燃料补充站。“我们最担心的还是基础设施建设。”Hostetter说。
全球合作研发
对燃料电池汽车的热情有了，但研发所需的巨额投资，却使这些企业无法再单打独斗下去。为此，全球各大汽车制造商纷纷找寻合作伙伴，共同推动燃料电池汽车技术的研发。
今年1月，福特、雷诺一日产和戴姆勒宣布结成战略合作伙伴关系，宣布将于2017年推出消费者可承受的、批量生产的燃料电池汽车。而仅仅在此一周前，宝马和丰田也宣布了类似的合作开发协议。
通过在燃料电池堆和其他系统零部件上的合作开发，福特、戴姆勒和雷诺一日产希望能够在技术上有所提升并实现大规模生产。一旦生产量提高了，这些汽车制造商就可以取得规模经济效益，并投放更多消费者负担得起的汽车，戴姆勒董事会成员Thomas Weber如是说。
同时，各国制定的燃料效率标准和对碳排放的限制，也在刺激着汽车制造商向新的技术领域进行投资。为了降低研发成本，这些企业制定了一系列合作研发计划。如福特和丰田就合作开发在北美销售的适合大型汽车的混合动力系统。
但是，氢燃料补充站等基础设施的缺乏，使燃料电池汽车的销售局限在一些市场的缝隙之中，只能在配备氢燃料补充站的城市中，出售给具有环保意识的人士等数量有限的消费者。
即使汽车制造商对燃料电池汽车显示出越来越浓厚的兴趣，但目前其成本仍然大大高于传统汽车。如果全球汽车企业的合作研发，能够在今后的若干年内大幅降低成本，那么燃料电池汽车的吸引力将会进一步上升。
（本文部分内容源自《麻省理工学院技术评论》）
日本丰田汽车公司日前宣布，在今年晚些时候将揭开一款新型氢燃料电池轿车的神秘面纱，并定于2015年将其投放市场。同时，其他几家全球知名的汽车制造商也宣布，将在燃料电池技术商业化方面进行合作，包括今年年初结成战略合作伙伴关系的福特、戴姆勒和日产，以及刚刚宣布合作的通用和本田。
“通用、丰田等汽车制造商在燃料电池汽车的研发上付出了巨大的努力，燃料电池汽车的可行性超乎大多数人的想象。”美国密歇根州安阿伯市的非营利性组织——汽车研究中心的制造、工程和技术联合主任Brett Smith说。
尽管氢燃料电池汽车曾屡屡受到质疑，未来发展也还面临诸多挑战。但近年来研究者已经在这项技术上取得了重要进展，尤其是大幅降低了它的成本，让人们看到了燃料电池汽车蓬勃发展的希望。而随着汽车排放标准制定的愈加严苛，燃料电池汽车也将发挥其重要的作用。
一度陷入低谷
燃料电池汽车曾经是美国布什政府的宠儿——布什总统曾经在2003年国情咨文演讲中建议提供12亿美元资金用以支持这项技术的研发，但好景不长。
虽然燃料电池汽车前景良好，因为它可以和传统汽车一样方便，而且只释放对环境无害的水蒸气，但昂贵的价格却使人望而却步。另外，燃料电池汽车要想付诸实际应用还必须建设足够的氢燃料补充站，这也需要巨额投资。
对于人们普遍认为氢燃料电池汽车具有的环保性，质疑也从未停止：尽管氢燃料电池汽车本身不排放二氧化碳，但是用以生产氢燃料的天然气却是一种化石燃料，生产过程会释放出大量的二氧化碳。虽然用太阳能或风能也可以生产氢燃料，但这种方法效率较低且成本高昂。
由于氢燃料电池汽车技术面临的挑战愈加明显，人们对它的兴趣开始逐渐冷却，布什政府也转而强调生物燃料。2009年，奥巴马政府削减了对燃料电池汽车研究与开发的资金投入。彼时，美国能源部长朱棣文称，燃料电池汽车要想取得或功除非发生奇迹。
发展重现曙光
奇迹就这样发生了。
从2009年开始，与燃料电池汽车相关的成本开始逐渐下降。几年前，通用和丰田各自需要花费100万美元来制造燃料电池汽车的技术原型。而现在，丰田将燃料电池轿车的售价目标定在低于10万美元。
成本之所以会大幅降低，是因为丰田已经研发出了能够减少燃料电池系统中零部件数量和所需贵金属铂的量的方法。丰田称其正在努力研发燃料电池轿车的制造等技术，希望在2015年正式投放市场前能够进一步降低成本。
美国丰田汽车销售公司战略规划副主席Chris Hostetter称，这款燃料电池轿车有可能以五万美元的低价出售，这个价格要比特斯拉生产的拥有相似里程数的Model S电动汽车售价要低。
“燃料电池汽车的成本正在以相当稳定的速度下降，”加州大学戴维斯分校交通运输研究所主任Daniel Sperling称，“汽车行业的大多数人认为，一旦开始大规模生产，成本将不是障碍。”
同时，最新的研究表明，相较于传统汽车和纯电动汽车，燃料电池汽车似乎对环境更为有利。
今年5月，美国能源部公布了燃料电池汽车2035年二氧化碳排放量的预期数据，其中包括氢燃料的制造、压缩和运输所产生的二氧化碳量。数据表明，氢燃料电池汽车排放的二氧化碳量将少于当前传统汽油动力汽车排放量的一半。
相比于电动汽车，氢燃料电池汽车在环保方面的优越性主要体现在严重依赖煤电的地区。在煤电使用较少的地区，电动汽车的前景还是非常乐观的。而且未来，可以预期电动汽车将能够通过清洁能源进行充电，如风能和太阳能等。
燃料电池汽车的优势还显示在有利于解决可再生能源的间歇性问题上。比如，夜晚用电需求较低，此时产生的风能也许就会过剩。而现在，德国就打算将夜间产生的过剩风能用来电解水，从而产生氢燃料。
Sperling认为，这种利用氢来储存过剩可再生能源的方法是非常可行的。他同时强调，其他一些低碳造氢的方法也正在发展之中，比如将太阳光直接转化为氢等。尽管这些方法现在还处于早期开发阶段，但前景良好。
虽然具有种种优势，但对于燃料电池汽车而言，最大的挑战依然是氢燃料补充站的缺乏。与可以在家充电的电动汽车不同，氢燃料电池汽车需要建立一个燃料补充站的大型网络。
对此，有些人认为，一个城市只要有几个氢燃料补充站，就足以使人们产生购买氢燃料电池汽车的热情。但Smith却不以为然：“在我知道城市的每个角落都设置了燃料补充站之前，我是不会购买氢动力汽车的。”
汽车制造商也意识到了这个潜在障碍。最近，丰田就在积极争取在其氢燃料电池汽车投放市场前，能够设置更多的氢燃料补充站。“我们最担心的还是基础设施建设。”Hostetter说。
全球合作研发
对燃料电池汽车的热情有了，但研发所需的巨额投资，却使这些企业无法再单打独斗下去。为此，全球各大汽车制造商纷纷找寻合作伙伴，共同推动燃料电池汽车技术的研发。
今年1月，福特、雷诺一日产和戴姆勒宣布结成战略合作伙伴关系，宣布将于2017年推出消费者可承受的、批量生产的燃料电池汽车。而仅仅在此一周前，宝马和丰田也宣布了类似的合作开发协议。
通过在燃料电池堆和其他系统零部件上的合作开发，福特、戴姆勒和雷诺一日产希望能够在技术上有所提升并实现大规模生产。一旦生产量提高了，这些汽车制造商就可以取得规模经济效益，并投放更多消费者负担得起的汽车，戴姆勒董事会成员Thomas Weber如是说。
同时，各国制定的燃料效率标准和对碳排放的限制，也在刺激着汽车制造商向新的技术领域进行投资。为了降低研发成本，这些企业制定了一系列合作研发计划。如福特和丰田就合作开发在北美销售的适合大型汽车的混合动力系统。
但是，氢燃料补充站等基础设施的缺乏，使燃料电池汽车的销售局限在一些市场的缝隙之中，只能在配备氢燃料补充站的城市中，出售给具有环保意识的人士等数量有限的消费者。
即使汽车制造商对燃料电池汽车显示出越来越浓厚的兴趣，但目前其成本仍然大大高于传统汽车。如果全球汽车企业的合作研发，能够在今后的若干年内大幅降低成本，那么燃料电池汽车的吸引力将会进一步上升。
（本文部分内容源自《麻省理工学院技术评论》）