5月11日，李克強(qiáng)總理參觀了位于北海道的日本豐田汽車旗下工廠，流出的一張圖片瞬間火爆網(wǎng)絡(luò)。圖片中的李克強(qiáng)總理在看到某款新能源汽車時(shí)，表情凝重。

這款讓李克強(qiáng)總理如此嚴(yán)肅的新能源汽車就是豐田汽車的氫燃料電動(dòng)車Mirai（日文“未來(lái)”之意）。Mirai在行駛過(guò)程中不加油、不充電、不排放尾氣，唯一排放的廢物是純凈水，僅3分鐘即可加滿氫氣，并且具有超過(guò)600公里的續(xù)航里程。

此車一出，立刻引起了各路媒體的一頓吹捧，一時(shí)間仿佛氫燃料電池將成為汽車電動(dòng)化的主流，氫燃料電池才是燃油車的終結(jié)者，讓不少新能源汽車的從業(yè)者對(duì)其自身堅(jiān)持的技術(shù)路線都產(chǎn)生了動(dòng)搖，更有甚者對(duì)李克強(qiáng)總理的表情進(jìn)行過(guò)度解讀，說(shuō)什么“國(guó)內(nèi)的那些新能源汽車廠家都是騙子，騙國(guó)家補(bǔ)貼的...”。我們不否認(rèn)少數(shù)的企業(yè)存在騙國(guó)家補(bǔ)貼的行為，搞壞了行業(yè)的風(fēng)氣，這些企業(yè)也因此嘗到了騙補(bǔ)的苦果，這種以偏概全、帶有個(gè)人感情的貶損看來(lái)也不值一駁。

不可否認(rèn)，這種長(zhǎng)他人志氣，滅自己威風(fēng)的觀點(diǎn)還是讓不少汽車電動(dòng)化的從業(yè)者對(duì)一直以來(lái)堅(jiān)持的鋰電池技術(shù)路線產(chǎn)生了動(dòng)搖，打擊了其積極性。有關(guān)人士認(rèn)為很有必要重新擼擼思路，不吹不黑，從客觀的角度分析為什么氫燃料電池不會(huì)成為汽車電動(dòng)化的主流，從而堅(jiān)定鋰電池技術(shù)路線的信心，歡迎各位看官拍磚。

一、燃料電池并不是“二次電池”

電池有一次電池和二次電池之分，一次電池只能使用一次，電量放完后就沒(méi)了，例如日常生活中較常見(jiàn)的5號(hào)電池、7號(hào)電池；二次電池可以多次循環(huán)使用，電量放完后充滿又可以使用，例如鉛酸電池、鋰二次電池。那么燃料電池是一次電池還是二次電池？

一次電池的活性物質(zhì)利用完畢就不能再進(jìn)行放電，也不能進(jìn)行充電，二次電池在用完后通過(guò)充電可以再次使用，一次電池和二次電池與環(huán)境只有能量交換而沒(méi)有物質(zhì)交換。而燃料電池只要不斷地供給燃料，就能連續(xù)地輸出電能，燃料電池是一個(gè)敞開(kāi)的電化學(xué)系統(tǒng)，與環(huán)境既有能量的交換，又有物質(zhì)的交換。顯然，燃料電池不同于一次電池和二次電池，它既有點(diǎn)像一次電池又有點(diǎn)像二次電池。

有人可能不服了，氫燃料電池在一罐氫氣耗盡后，通過(guò)加氫，可以再次使用，加氫和二次電池的電用完后再進(jìn)行充電本質(zhì)上一樣的，都是補(bǔ)充能量然后再次使用，因此是二次電池。又有人不服了，氫燃料電池的氫氣耗盡停下來(lái)在加氫后再投入使用，和一次電池用完一部分的電量停下來(lái)一會(huì)，又再次使用不是一樣的嗎？都是單向的，都不能進(jìn)行充電，應(yīng)該是一次電池。

通過(guò)比較，燃料電池和鋰電池最本質(zhì)的區(qū)別顯而易見(jiàn)了，那就是燃料電池是不可逆的，也就是說(shuō)燃料電池只能將能量進(jìn)行單向轉(zhuǎn)化，這也是為什么燃料電池的壽命看使用小時(shí)數(shù)，而二次電池的壽命看循環(huán)次數(shù)的原因，將燃料電池看做是一個(gè)轉(zhuǎn)化率很高的發(fā)電機(jī)更加合適，有關(guān)人士認(rèn)為燃料電池不可逆的這一點(diǎn)和鋰電池在汽車電動(dòng)化的競(jìng)爭(zhēng)中喪失優(yōu)勢(shì)。

為什么這么說(shuō)呢？因?yàn)槭褂萌剂想姵氐钠嚳隙ㄐ枰囯姵貋?lái)存儲(chǔ)一部分的電量，用于維持汽車在熄火后的自動(dòng)鎖、防盜系統(tǒng)、車內(nèi)燈光的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，此外燃料電池對(duì)啟動(dòng)溫度有一定的要求需要二次電池（鋰電池）輔助啟動(dòng)，甚至在燃料電池運(yùn)行的過(guò)程中為了更好的發(fā)揮出燃料電池的能量利用率，還需要二次電池用以回收制動(dòng)能量在加速時(shí)輔助燃料電池供電，Mirai就是如此，后軸上方就布置有一個(gè)1.6kwh的鎳氫電池組（二次電池，也可使用鋰電池組）。

反過(guò)來(lái)，使用鋰電池作為動(dòng)力的汽車卻不需要使用燃料電池。這種需求關(guān)系必然造成在發(fā)展燃料電池電動(dòng)車時(shí)拉動(dòng)燃料電池技術(shù)進(jìn)步的同時(shí)，必然帶動(dòng)鋰電池技術(shù)的進(jìn)步，而以鋰電池作為動(dòng)力的汽車由于只需要鋰電池，對(duì)燃料電池沒(méi)有需求，因此只會(huì)帶動(dòng)鋰電池技術(shù)的進(jìn)步，此外，由于鋰電池具有可充電等優(yōu)勢(shì)，在儲(chǔ)能領(lǐng)域和消費(fèi)類電子領(lǐng)域有巨大的需求，必然也會(huì)拉動(dòng)鋰電池技術(shù)的快速進(jìn)步，從而補(bǔ)齊鋰電池在能量密度和充電速度較慢上的短板。因此，有關(guān)人士認(rèn)為，鋰電池在技術(shù)的進(jìn)步速度上肯定會(huì)快于燃料電池，這注定燃料電池不能成為汽車電動(dòng)化的主流。

二、燃料電池做加法，鋰電池做減法

燃油車的動(dòng)力系統(tǒng)主要有四大件：發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、油箱和控制單元，而燃料電池的動(dòng)力系統(tǒng)包括燃料電池、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、高壓儲(chǔ)氫罐、儲(chǔ)能用的二次電池和動(dòng)力控制單元這五大件，甚至還需要配備燃料電池升壓器，相比燃油車，燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)的核心零部件一下子增加了好幾個(gè)，而且每個(gè)核心零部件都是極其復(fù)雜的，技術(shù)含量極高。

以都是存儲(chǔ)燃料的油箱和高壓儲(chǔ)氫罐為例，高壓儲(chǔ)氫罐的技術(shù)含量可以說(shuō)碾壓油箱，完全不是一個(gè)數(shù)量級(jí)。首先，高壓儲(chǔ)氫罐內(nèi)的壓力是很大的，高壓儲(chǔ)氫罐至少需要耐受700個(gè)大氣壓，才能保證儲(chǔ)氫罐的安全性，這對(duì)做儲(chǔ)氫罐的材料要求極高；其次，要達(dá)到在較小的空間內(nèi)儲(chǔ)存盡量多的氫氣的目的，儲(chǔ)氫罐中的儲(chǔ)氫材料也有很高的要求；最后，在700個(gè)大氣壓的情況下，對(duì)儲(chǔ)氫罐的閥門(mén)要求也是相當(dāng)高的，既要保證在充放氫氣時(shí)不漏氣，又要保證氫氣以合適的速度放出來(lái)，并保持超長(zhǎng)的穩(wěn)定性和可靠性，這對(duì)閥門(mén)是極大的考驗(yàn)。再比如燃料電池車的動(dòng)力控制單元，不僅需要控制燃料電池，還需要控制儲(chǔ)能電池和高壓儲(chǔ)氫罐，甚至是燃料電池升壓器，有關(guān)人士不禁感嘆這是多么復(fù)雜的一套系統(tǒng)??！

燃料電池車這種做加法的思路，完全將汽車的動(dòng)力系統(tǒng)復(fù)雜化了，導(dǎo)致其價(jià)格及其高昂，也難怪特斯拉的創(chuàng)始人馬斯克對(duì)燃料電池路線給出這樣的評(píng)價(jià)：”把本身容易獲得的電能，用極為復(fù)雜的方法去在車內(nèi)產(chǎn)生，是一個(gè)再愚蠢不過(guò)的方法"。反觀鋰電池這種二次電池型的電動(dòng)車卻是一個(gè)做減法的思路，其動(dòng)力系統(tǒng)只包括了鋰電池組、電機(jī)和電控這三大件，鋰電池組相當(dāng)于將燃油車的發(fā)動(dòng)機(jī)和油箱合二為一了，電機(jī)相當(dāng)于燃油車的變速箱，隨著輪轂電機(jī)技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)還可以將電機(jī)和輪轂合二為一，對(duì)于電控，相比于燃料電池車，那真不知道簡(jiǎn)單到哪里去了。一個(gè)做加法，一個(gè)做減法，孰優(yōu)孰劣，誰(shuí)能勝出，答案已經(jīng)很明顯了。

三、“電”是未來(lái)的能源貨幣

為什么秦始皇統(tǒng)一文字、貨幣和度量衡的意義極大？就是因?yàn)槲淖纸y(tǒng)一后可以很大程度的降低溝通和交流成本，貨幣統(tǒng)一后可以很大程度的降低交易成本。在能源領(lǐng)域，能夠擔(dān)當(dāng)這一角色的顯然是石油，對(duì)應(yīng)的動(dòng)力系統(tǒng)就是發(fā)動(dòng)機(jī)了，汽車、飛機(jī)、輪船、特種、各種工程機(jī)械等等都離不開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)這套動(dòng)力系統(tǒng)，因?yàn)檫@套系統(tǒng)的成本是最低的，也就離不開(kāi)石油這種能源貨幣，美國(guó)也因用美元綁定石油而稱霸世界。隨著技術(shù)的發(fā)展，新的挑戰(zhàn)者出現(xiàn)了，其成長(zhǎng)速度也是極其快速的，這個(gè)挑戰(zhàn)者就是“電”。

隨著技術(shù)的快速發(fā)展，我們?nèi)粘Ｉ钪械拇蟛糠制骷_(kāi)始被賦予電的屬性，都離不開(kāi)電了，比如物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，一個(gè)物品沒(méi)有賦予“電”的屬性是不可能連起來(lái)的。也就是說(shuō)，只要需要能量的地方，都可以用電能直接轉(zhuǎn)化成需要的能量存在形式，電可以直接轉(zhuǎn)化為其他各種存在形式的能量。例如：

節(jié)能燈：“電能”轉(zhuǎn)化為“光能”；

電風(fēng)扇：“電能”轉(zhuǎn)化為“動(dòng)能”；

電梯：“電能”轉(zhuǎn)化為“動(dòng)能”和“重力勢(shì)能”；

電烤爐：“電能”轉(zhuǎn)化為“熱能”；

電解水制氫：“電能”轉(zhuǎn)化為“化學(xué)能”；

基本上你能夠想得到的能量存在形式，電能都能直接轉(zhuǎn)化形成，而且大部分轉(zhuǎn)化過(guò)程的能量轉(zhuǎn)化率都很高，極其方便。你讓石油直接轉(zhuǎn)化試試？那么其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能是否也很方便，答案是肯定的。例如：

風(fēng)電：“風(fēng)能”轉(zhuǎn)化為“電能”；

水電：“重力勢(shì)能”轉(zhuǎn)化為“電能”；

光伏：“光能”轉(zhuǎn)化為“電能”；

核電：“核能”轉(zhuǎn)化為“電能”；

燃料電池：“化學(xué)能”轉(zhuǎn)化為“電能”；

發(fā)電機(jī)：“動(dòng)能”轉(zhuǎn)化為“電能”；

雖然有些在能量轉(zhuǎn)化過(guò)程中需要先轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，再通過(guò)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能，但是整個(gè)過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化率還是不錯(cuò)的。此外，通過(guò)特高壓電網(wǎng)的輸送，能量的運(yùn)輸成本也會(huì)大大的降低，甚至可以說(shuō)只要建一個(gè)電網(wǎng)，就可以完成其他各類能量形式的運(yùn)輸。而作為化學(xué)能之一的石油，其運(yùn)輸系統(tǒng)就多種多樣，例如油輪、輸油管道、油罐列車、油罐汽車等等。

通過(guò)“電"這種能源貨幣，未來(lái)能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程會(huì)變得簡(jiǎn)單、高效，即能量轉(zhuǎn)化為電能，電能再轉(zhuǎn)化成其他形式的能量?！半姟睍?huì)取“石油”而代之成為未來(lái)的能源貨幣，成為綜合成本最低的能源。所以中國(guó)在很早之前就開(kāi)始布局風(fēng)電、光伏、核電等新能源，制定政策鼓勵(lì)這些行業(yè)發(fā)展，一旦其上網(wǎng)電價(jià)和火電的上網(wǎng)電價(jià)持平或更低，其產(chǎn)業(yè)必將爆發(fā)式增長(zhǎng)，對(duì)世界能源格局產(chǎn)生影響。

而燃料電池所需的燃料是一個(gè)較大的問(wèn)題，氫燃料電池以氫氣為燃料，氫氣的來(lái)源主要為天然氣（含石油、重油、煉廠氣和焦?fàn)t氣等）和煤（含焦炭和石油焦等）轉(zhuǎn)化制氫，如果為了制氫而制氫，那就需要先將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，再將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能（目前燃料電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的轉(zhuǎn)化率只有45%~60%），這個(gè)過(guò)程的能量損耗是很大的，即使燃料電池的轉(zhuǎn)化率達(dá)到100%，由于多了一個(gè)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過(guò)程，能量損耗不可避免。

電解水制氫就更加離譜了，將電能轉(zhuǎn)化為氫（化學(xué)能），再將氫（化學(xué)能）轉(zhuǎn)化為電能，那為什么不直接用電呢？這也是馬斯克為什么對(duì)燃料電池車給出”把本身容易獲得的電能，用極為復(fù)雜的方法去在車內(nèi)產(chǎn)生，是一個(gè)再愚蠢不過(guò)的方法"這樣評(píng)價(jià)的原因。而鋰電池直接利用的就是“電”，這猶如一個(gè)美國(guó)人拿著本國(guó)的貨幣就可以滿世界買買買，其他國(guó)家的貨幣卻先要換成美元，再通過(guò)美元購(gòu)買所需的產(chǎn)品，顯然在換貨幣的過(guò)程中會(huì)因?yàn)椤笆掷m(xù)費(fèi)”而造成一定損失。汽車電動(dòng)化不會(huì)選擇燃料電池顯然是一種必然。

綜合以上原因（當(dāng)然還有像基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成本高，催化劑使用貴金屬等熟知的原因），燃料電池沒(méi)有成為汽車電動(dòng)化主流的可能性。

那么，既然燃料電池車不會(huì)成為主流，那么我們還要發(fā)展燃料電池嗎？答案是肯定的，燃料電池還是有很多不可替代的應(yīng)用場(chǎng)景。

一、作儲(chǔ)能電站，例如風(fēng)電比較密集的地方，由于某一段時(shí)間風(fēng)力較強(qiáng)，電力過(guò)剩，可以利用電能電解水制氫進(jìn)行儲(chǔ)能，再利用氫燃料電池在電力缺乏時(shí)發(fā)電入網(wǎng)，也可以直接將產(chǎn)的氫用于氫燃料電池車，從而減少富余電力的浪費(fèi)；

二、化工廠產(chǎn)生的副產(chǎn)物氫氣，直接用于氫燃料電池，可以產(chǎn)生雙贏的效果；

三、因自然災(zāi)害的原因?qū)е码娋W(wǎng)受到較大程度的破壞，短時(shí)間電力難以恢復(fù)，氫燃料電池作為應(yīng)急供電是一個(gè)不錯(cuò)的選擇；

四、對(duì)于遠(yuǎn)離電網(wǎng)的區(qū)域有臨時(shí)作業(yè)要求，可以使用氫燃料電池提供電力；

五、氫氣是最輕的氣體，技術(shù)成熟后可以用在小型飛機(jī)上面，在減輕飛機(jī)的起飛重量的同時(shí)，提供動(dòng)力。

比爾蓋茨曾經(jīng)說(shuō)過(guò)“人們總是高估了未來(lái)一到兩年的變化，卻低估了未來(lái)十年的變革”，氫燃料電池和鋰電池都有美好的未來(lái)，最重要的是找準(zhǔn)自己的位置。