为什么氢燃料电池汽车还没有成为主流？

　　1838年12月，德国物理学家克里斯蒂安·弗里德里希·舍本贝恩（Christian FriedrichSchönbein）在《伦敦和爱丁堡哲学杂志》上展示了他发明的第一个燃料电池，并讨论了由溶解在水中的氢和氧产生的电流技术。同一年，威尔士物理学家和大律师威廉·格罗夫爵士（Sir William Grove）也发表了相关著作，虽然从现在往回看，当时的燃料电池技术比较粗糙，但二人的文章证明了燃料电池的可行性。
　　此后一百余年，燃料电池被不断提及，成为清洁能源的代表之一。氢能作为最易获得的能源，在燃料电池中获得较高的地位。随着对环境的重视，我们越来越强调「低碳经济」与「生态文明」，因而世界的主旋律都在向新能源看齐。众所周知，新能源因污染小、储量大、分布广，更能满足当下的需求。
　　威廉·格罗夫爵士1839年燃料电池的草图| wikipedia
　　在新能源诸多分支里，燃料电池却没有掌握绝对的话语权，在人们最常使用新能源的场景——汽车上，搭载锂电池的电动汽车成为了新能源的领先者，占据了新能源的「半壁江山」。
　　但是，即便是目前最主流的应用，电动汽车也存在无法避免的劣势，如充电时间长、续航里程短，电池维修及保养成本高等等。受技术发展限制，电动汽车能否成为人们出行的绝对唯一选择，仍然有许多不确定因素。而在锂电池之外，还有着不少其他技术方式，正在等待爆发当中。
　　「被忽视」的新能源
　　汽车是燃料电池的最好载体之一。早在20年前，就已经出现了以氢燃料电池为动力的原型车。1999年的东京车展上，本田就推出了FCX概念车，其中由巴拉德动力系统公司（Ballard Power Systems）制造的氢燃料电池有78kW的功率输出，EPA认证的续航里程为170英里（约273公里）。
　　1999年东京车展，本田展示了FCX概念车型|wikipedia
　　2009年，奔驰、本田、丰田等车企纷纷入局氢燃料电池汽车，据统计，仅一年时间，就有20余款氢燃料电池的车型发布，并在接下来几年中逐渐量产销售。然而，结果总不遂人愿。2009年到现在，氢燃料电池汽车并未像理想当中发展火爆。
　　据外媒报道，截至2019年2月，在全美国已售出和租赁了超过6000辆氢燃料电池汽车，是第二大市场——日本的两倍。而起步时间相近的锂电池发展更为迅速，仅2019年上半年，美国电动汽车累计销量达148704辆，电动汽车成为了当下一块巨大的市场。
　　欧洲2016-2018年各季度新能源汽车销量占比| euobersever（左上角图注从左到右依次为混合动力汽车、纯电动汽车、增程式电动汽车以及氢燃料电池汽车）
　　仿佛是两兄弟几乎同时出生，但一个体格强壮另一个发育不良，为什么会出现这样的情况？
　　究其原因，氢能源在产业化过程中并没有获得足够的发展，对于能源方面的技术还不够完善。首先，氢燃料电池车对充能基础设施的需求较高。如果我们拿电动汽车来对比，电动汽车在外可以用快充桩充电，在家可以使用慢充桩，但氢燃料电池汽车只能在加氢站充能，如果基础设施没有成大规模分布，那么对于人们出行都成了难题。
　　根据中国氢能联盟发布的《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》，截至2018年底，中国已建成加氢站共有23座，占全球加氢站的比例约为6.23%。
　　中国已运营的加氢站分布|《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》
　　另外，氢能源用作汽车动力的一个优势在于续航里程较长，而这是由于其质量能量密度极高才能做到的。锂离子的质量能量密度为0.36-0.88MJ/Kg，而氢气的质量能量密度为142MJ/Kg。但氢气的体积能量密度较低，所以在汽车上使用的话，一般的解决方案是将将氢气压缩或液化以缩小储氢罐的体积，对于储氢技术要求非常高。因而，氢燃料电池汽车在过去一直处于无法达到规模量产的尴尬境地。
　　但人们并未放弃这类清洁能源。一方面，氢燃料电池具有无可比拟的优势，在其运行过程中，不仅没有氮氧化物这种有毒气体，连二氧化碳都没有。相对于燃油汽车来说，氢燃料电池汽车完全达到了「零碳排放」。
　　氢能源还有一大优势：可再生。氢能作为一种二次能源，可从化石能源中获取，有助于煤炭等一次能源清洁高效利用；还可以通过电解水制取，增加电力系统灵活性，实现大规模储能及调峰。从这个角度看，氢能源的全生命周期的能源效率要优于汽油柴油。
　　电解水制氢成本|《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》
　　目前，世界各国都在将氢能源与燃料电池作为重点发展对象，不断加大研发和产业化的扶持力度。据粗略统计，近十年，以美国、日本、欧盟与中国为代表的国家已在氢能与燃料电池当中投入近50亿美元。
　　世界各国对于「零碳排放」的要求都有一个大致的时间点：2050年。事实上，仅依靠一种能源在2050年使所有经济与运输行业完成零排放的目标，具有相当大的难度，人们需要更多选择。
　　正在升级的「氢动力」
　　技术总归要变得成熟，更重要的是，技术的成熟度是我们肉眼可见的。过去70、80年代在航空航天当中应用的技术，如脱水食品、纸尿裤等等，在今日也普及到大众当中，成为随处可见的消费品。同理，氢燃料电池看上去默默无闻，但也在不断发展。
　　2008年，本田推出了第一款可供零售客户使用的氢燃料电池汽车，在随后的几年中不断进行研发和升级，日前在广州车展上，本田氢燃料电池汽车Clarity Fuel Cell亮相。
　　就像上文提到，距离本田发布首款氢燃料电池车辆已有20年之久，而本田自身在80年代已经开始燃料电池车的基础研究。2007年，本田发布了首款氢燃料电池量产车型FCX Clarity，正式投向市场。据本田方面表示，直至今日，仍有1000辆FCX Clarity通过租赁的形式在美国加州道路上行驶。
　　比起上一代车型，Clarity Fuel Cell搭载了第二代FCV（Fuel Cell Vehicles，燃料电池汽车）动力总成技术，在动力方面有了显著提升，比如它实现了燃料电池堆的小型化。据悉，新一代Clarity Fuel Cell的单位电芯的发电性能提升1.5倍，燃料电池单元变薄20%，电池堆的体积缩小了33%。
　　本田在氢燃料电池车的动力技术上进一步提升|本田
　　「整个电堆都是由本田独立开发完成的，通过生成气体流路的改进和冷却方式的改进，最终可实现单位电池的输出电池功率得到大幅提高。」Clarity Fuel Cell动力总成开发助理负责人安藤章二介绍，与其他车企的氢燃料电池技术相比，本田最大的优势在于燃料电池堆的小型化和车内空间的提升。原本只能乘坐4人的驾乘空间，也因此升级到5人可宽敞乘坐。
　　在Clarity Fuel Cell上，本田将集成了驱动电机、电池堆、混合气体单元、供压机、电控系统五部分的整套动力总成系统放置在发动机罩内，与其他车型形成了明显差异化。紧凑的尺寸使得车辆动力总成与普通V6发动机相仿，同时也大幅提高车体设计的自由度。
　　本田称发动机舱内搭载燃料电池动力总成为全球首创|本田
　　本田方面表示，Clarity Fuel Cell的性能与燃油车已别无二致。该车型可实现最大130kW的输出功率和300N·m的峰值扭矩，每次加满氢只需3分钟，最长续航里程高达750km。
　　至此，氢燃料电池车也许可以证明自己的实用性。安藤章二表示，该车型已经在日本、美国小批量售卖。与现有燃油或电动车辆的配置基本一致，也说明这套系统在将来具有大批量生产的可能。
　　比较客观的情况是，大环境的成熟不能只靠一家公司来支撑。尽管氢燃料电池车已成为车企们重点推广普及的车型，但他们也承认，距离真正的大规模普及还需要几年时间。氢燃料还不是车企或者消费者的主流选择，这项技术却并没有沉寂。相反，以本田为代表的车企们正在为「后电动化时代」做前瞻性的准备。
　　更值得说明的是，对于技术的探索，本田具有很强的开放性。本田也在积极探讨燃料电池技术在中国应用的「可能性」。虽然只是「积极探讨」，但在每一项技术背后，我们都能看到本田这个「极客」一直在持续的探索技术。
　　Clarity Fuel Cell|本田
　　不仅仅是燃油车、纯电动车，甚至是本田的小型商务喷气机HondaJet，在一场以能源与技术为主题的变革当中，不以能源作为自己的定位，而是将「出行」作为主体来考虑，才是正确的道路。幸运的是，本田正在将其付诸实践。
　　而在更广泛的出行领域变革之中，本田也在不断的积极与科技公司合作成长，早期与Waymo、Deepmap建立深度合作；在投资东南亚共享服务Grab、投资通用自动驾驶部门Cruise 7.5亿美元；甚至在中国，Honda作为首家日企加入了百度Apollo平台，与商汤科技联合研发自动驾驶AI技术……等等本田与这些年轻科技公司建立了更强关联的合作。
　　在这样一个「技术变革」的时代，面对种种压力和焦虑，本田最美的地方在于保留了更多可能性，以及时刻保持着自身对于技术的「探索感」。