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氫能源車有未來嗎

氫能源，被視爲未來的清潔能源之一，有着其獨特的優勢。

目前，中美日韓德都在發展氫能源。不過，作爲氫能源行業的重要一環，氫能源車，並不被所有人看好。

近年來，馬斯克多次炮轟氫能源。2017年，馬斯克表示，“燃料電池沒有未來”；2022年5月，他更說氫氣儲能是“最愚蠢的事情”；在2023年的汽車未來峰會上，他再次唱衰氫能源，稱其爲“儲能領域最愚蠢的選擇”。

馬斯克作爲電動車和電池儲能的既得利益者，他對氫能源的批判未必客觀，但確有道理。

目前，氫能源燃料電池技術不夠成熟，成本較高，燃料電池系統和儲氫系統佔到整車成本的65%以上，遠高於電池佔純電汽車的40%。不過，價格問題，反而是氫能源產業中最容易隨着技術發展而解決的問題。

氫能源產業的前景不明朗，有一些更本質的原因。

效率

氫能源的應用有兩種方式：一是直接燃燒（氫內燃機），二是採用燃料電池技術，這種技術路線，因爲沒有卡諾循環的限制，相比於氫內燃機效率更高，一般能達到60%，更具發展潛力。

自然界中氫氣很少，人類只有製備氫氣，氫氣是一種二次能源。目前制氫主要有兩條路線，一是傳統能源和生物質的熱化學重整，比如，煤氣化制氫、天然氣制氫、甲醇裂解制氫；另一條路線是水的電解和水的光解，然後將氫在燃料電池中變爲電，這就是“電-氫-電”轉化。

根據不同的電解技術，電解水制氫的效率有所不同，總體來說，電解水制氫的能量轉換效率可以達到75%～85%。有了氫，就可以將其注入到儲氫鋼瓶中，作爲燃料，進行下一次“氫-電”轉化。

一般來說，氫燃料電池電動車的“氫-電”轉換效率大約爲40%～60%。但如果是熱電聯供，效率可以到90%左右，即把轉化過程中的廢熱利用起來，整體效率就可以提升。這就像冬天汽車制暖，不費油，因爲利用了發動機的廢熱。

整個“電-氫-電”的總效率，就是這兩個效率相乘：非熱電聯供，能量轉換總效率稍大於40%；熱電聯供更高一些，能達到65%～72%。這個效率低於直接使用電能的效率。

所以，目前氫能源的生產成本仍然較高，難以與傳統的化石燃料競爭，也難以與電池儲能競爭。

這個賬馬斯克算過，他說，要產生1公斤氫氣，我們需要耗費55度的電量，把這1公斤氫氣裝到車子上，大約能行駛80公里。但如果我們用這55度電直接驅動車子，那麼續航里程將超過400公里。

儲存和運輸

氫氣密度低，容易燃燒和爆炸，且有很高的滲透性，所以需要在高壓容器中存儲。相比其他燃料，氫氣的存儲、運輸、加註等過程需要更高的安全技術和設備保障，也需要頻繁維修和更換，成本也相應增加。

氫氣儲存的重要一環是加氫站。按照《中國加氫站數據庫》數據，截至2023年12月20日，國內加氫站僅有397個，平均每個地級市不到1.4個，普通消費者買氫能源汽車後加氫都是難題。

加氫站少，是因爲成本高。氫的存儲與運輸都需要在低溫高壓環境下，一個加氫站需要高壓管道、氫氣儲存罐、壓縮機、維護設施等大量設備，建設、維護、運營的成本都很高。一個加氫站的成本，大致是一個加油站的十倍，這個成本比電動車的換電站要高非常多。

技術導致的成本問題，可能會隨着技術的發展解決，但有一個問題解決不了，那就是場地。

燃油車的社會配套是加油站，對周邊有一定的限制。電動車充電樁對周邊環境的要求比加油站還要小。但加氫站對周邊環境要求比加油站更高。這都涉及巨大的社會成本。

在寸土寸金的城市，安插一個加氫站進去，可能需要拆遷周圍的房屋，這個成本是無法接受的。這就意味着，加氫站基本上只能建在郊區，買了燃料電池汽車很有可能找不到地方加氫，使用不方便。

安全

氫氣的安全問題，對於工業和商業應用來說，始終是一個重大的風險。

氫氣在空氣中的爆炸極限是4.0%～75.6%的體積濃度。也就是說，當空氣中氫氣的濃度低於4.0%，不會燃燒；高於75.6%時，遇到火源，只會安靜燃燒，不會發生爆炸。

但在4%～75.6%這個範圍裡，就會爆炸。這是一個非常廣的範圍。作爲對比，瓦斯也就是甲烷的爆炸極限在5%～15%，比氫氣小很多，但我們也時常聽到瓦斯爆炸事故。

在一個開放的空間，氫氣泄漏，會立刻上升，基本上沒有太大的問題。但氫氣在封閉空間和半封閉空間的安全性就完全不同了，這是一個很大的挑戰，可以說從來沒有被解決過。

當地下車庫有一輛車的氫氣泄漏了，從這輛車附近，一直到濃度降低到4%的地方，只要有人抽菸、有電器開關的小火星，就會發生爆炸。氫氣是慢慢擴散的，由近到遠，濃度緩慢下降，從4%～75%意味着氫氣可以擴散很遠。

電車在地庫、隧道燒起來了，也只燒一輛車，最多前後左右幾輛車，但氫能源車在地庫、隧道發生事故，可能就是爆整個地庫，整個隧道。

有人或許會說，如果氫燃料電池車大規模普及，地下停車場、隧道等設施，也會增加預警氫氣泄漏、增加換氣設備，但所謂多個香爐多個鬼，複雜的系統一定是會出問題的。這就像煤礦有專業的通風系統，還是會出現瓦斯爆炸事故。

所有的技術要在社會中運行，最終也繞不過誰承擔成本、風險、誰受益的經濟學問題。安全會導致鄰避效應。

一輛電車燃燒了，賠償周圍的幾輛車，一百萬、兩百萬，保險公司會負責。保險公司不能負責，車主還能賣房子。所以，對於電動車車主的鄰居來說，電動車燃燒的風險，始終是有人能負責的，那麼，可以放心，反正能找得到人賠。所以，有人買了電車，鄰居雖沒好處，但也談不上有風險，不會抗議。

但氫能源車，一爆會爆整個地庫，車主必然破產，沒有能力賠償。而且，爆炸的威力和燃燒是不可比的。氫能源車車主的鄰居承擔了更大的風險，那麼，他會不會讓鄰居買氫能源車？小區居民會不會一起驅逐氫能源車？

2019年，韓國在4個月時間內發生兩起與氫能源相關事故，韓國民衆擔心在自己的地區修建氫氣設施會帶來危險，就走上街頭抗議。

補貼

目前的氫能源車主要依靠補貼推動。

重慶對加氫站給予建設補貼，2024年1月1日起，對納入全市整體規劃並建成運行的加氫站，按建設實際投資（不含土地成本）的30%對加氫站投資主體進行補貼，單站補貼金額最高不超過300萬元。

廣州對符合條件的氫燃料電池車輛，按輕型氫燃料電池車輛（總質量小於4.5噸）、中型氫燃料電池車輛（總質量4.5噸及以上，小於12噸）、重型氫燃料電池車輛（總質量12噸及以上）三種車型，在每個自然年內行駛里程最高按0.5元/公里、1.0元/公里、2.5元/公里予以運營補貼，不足1公里的按1公里計算。上述四種車型每年每車最高補貼額分別爲2萬元、4萬元、10萬元。

此外，廣州對氫燃料電池車輛在城市道路停車位停放，在規定收費時段內，享有每日免首2小時路邊臨時停車位使用費，或者每日首次停車時間1小時以內（含1小時）的，第二次停車免1小時路邊臨時停車位使用費。

瀋陽市大東區，對產氫量給予相應能耗和碳排放扣減，同時對相關項目固投給予最高10%，最多100萬元的投資補貼。對發展光伏、風電等零碳制氫，相關項目固投給予最高30%，最多500萬元的投資補貼。對企業購買使用車用氫氣存儲設備金額的20%給予一次性補貼，最高500萬元。

無錫市對新建、改建、擴建的加氫站給予不超過500萬元的建設補貼。對實施優惠加氫（槍口價不超過25元1公斤）的加氫站給予不超過300萬元/年的運營補貼。

補貼是爲了創新，發展技術，在氫能源的國際競爭中獲得優勢。但某種程度上，發展氫能源是在幫助別國獲得優勢。

國際競爭

早在1981年，日本就開始了氫燃料電池的研發，豐田在1992年開始研發氫能源汽車，於2002年與本田一起交付了一批氫燃料電池。在二十多年的氫能源汽車研究中，豐田擁有了五千餘項專利，並於2014年發佈了豐田首款量產氫能源汽車mirai。

但實際上，日本在商用氫氣車市場佔比不大。2023年，中國的商用氫氣車銷量達到5600臺，佔世界總銷量的38.8%，位居世界首位。其次是韓國的4631臺（32%）、美國2992臺（20.7%）、歐洲773臺（5.3%）、日本424臺（2.9%）。

日本搶先進軍氫能源產業，並拿到了幾乎所有的專利，這是未來獲利的保障。但中美歐都躲開了氫能源路線，轉頭髮展電動汽車。某種程度上，日本的巨大投入已經沒有太大價值了，但如果中國把氫能源汽車做起來了，日本反而能發揮技術優勢。中國已經在電車、電池儲能上有了巨大的優勢，是否還有必要進行第二條技術路線，自己與自己競爭？

技術路線

分析一個產業，不僅要從技術出發，也要從商業出發。氫能源汽車路線行不行，不僅僅取決於它本身技術的可行性，也要看技術的商業成本與收益。

我們討論氫能源汽車，一個重要的前提就是，現在已經有了電動車。如果電動車能源沒有起來之前，氫能源會帶來很多與燃油車不一樣的優勢。但現在電動車上下游產業日趨成熟，安全性、可靠性都越來越好，而氫能源汽車幾乎還停在實驗、小範圍應用的階段，即使成熟了，從電動升級爲氫動能會帶來什麼質變的新優勢嗎？

對消費者來說也是如此。購買電車，會有更大的碰撞燃燒風險，但畢竟有收益，節約了燃油費。現在電車的價格已經非常便宜了，氫能源車很難再有價格優勢。對車主來說，相對於電車，氫能源車增加了風險，收益卻不大，爲什麼要購買？這就像中國沒有那麼多機場，高鐵就是一個好的選擇，美國航空業發達，高鐵意義就小很多。

燃料電池車輛適合重載、長途，彌補電動汽車的不足。但如果氫能源車走不通，整個氫能源領域，就缺了最大的一塊。爲了一些細分汽車場景，是否有必要專門建立一個技術路線，並建立相應的生態？

如果普及氫燃料電池車，中國就會同時存在三種汽車系統，傳統的油車、電動車和燃料電池車。電動車在經濟上並未完全自我運轉，再加上大量的研發費用，投入到氫能源車，整個社會經濟、財政補貼能否支撐，也是一個問題。

所以，我們分析氫能源汽車的前景，不能單純地分析氫能源本身的技術經濟特徵，而應該放在電動車的前提之下，進行技術經濟分析，得到的結論也就更清晰。

隨着風電、光伏成本的大幅度下降，氫氣的成本也會下降，氫能源不是不可以，將來可以用在工業，用來鍊鋼、製造水泥、化肥、化工、儲能，但汽車，真的沒有那個必要了。中國的最佳方向，就是繼續鑽研電池、電動車技術，提升電機效率、電池能量密度和安全性。一些細分場景，留給汽油、柴油即可。

（作者繫上海金融與法律研究院研究員，專欄作家）

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