一、燃料电池汽车：引领绿色出行新潮流

（图片来自网络）

燃料电池汽车作为一种新型的绿色出行方式，正逐渐引领着交通领域的变革。它以氢为燃料，通过车载燃料电池装置将氢气与空气中的氧气进行化学反应，产生电能来驱动车辆行驶。与传统燃油汽车相比，燃料电池汽车具有显著的优势。

近年来，在国家政策的推动下，我国燃料电池汽车产业进入了提速关键期。燃料电池技术方面取得了重大突破，燃料电池系统成本下降到每千瓦 3000 块钱，比 2020 年降低了 80%，电堆体积功率密度达到每升 4000 瓦，比 2020 年提升了 35%。此外，我国目前有 62 家企业具备燃料电池汽车整车的生产能力，公告的车型超过了 700 个。加氢站累计建成 400 多座，产业链上下游呈现良好的发展态势。

在国际上，燃料电池汽车也备受关注。日本、韩国、欧洲和北美等地区的车企纷纷加大对燃料电池汽车的研发投入，推出了多款乘用量产车型。例如，丰田的 Mirai、现代的 Nexo 等车型在市场上取得了不错的反响。

随着技术的不断进步和成本的逐渐降低，燃料电池汽车有望在未来成为绿色出行的主流选择。它不仅能够实现零排放，减少对环境的污染，还能提高能源利用效率，为人们带来更加便捷、舒适的出行体验。

二、优势尽显：燃料电池汽车的闪光点

（图片来自网络）

（一）零排放的环保先锋

燃料电池汽车采用氢和氧作为燃料，反应的生成物仅仅是清洁的水。在其工作过程中，不会产生一氧化碳、二氧化碳、硫和微粒等有害物质，也没有高温反应和氮氧化物的生成。即使使用车载的甲醇重整催化器供给氢气，也仅会产生微量的一氧化碳和较少的二氧化碳。这使得燃料电池汽车成为了真正的环保先锋，极大地减少了环境污染，对改善空气质量和保护生态环境具有重要意义。

（二）高效的能量转化

燃料电池的能量转换效率可高达 60% - 80%，这一数字是内燃机的 2 - 3 倍。如此高的能量转换效率意味着在相同的燃料消耗下，燃料电池汽车能够更有效地将燃料转化为动力，从而提高了能源利用效率。例如，传统内燃机汽车的整车热效率一般在 16% - 24% 之间，而燃料电池汽车能够将更多的化学能转化为电能，进而驱动车辆行驶，有效降低了能源消耗，提高了燃油经济性和发动机燃烧效率。

（三）长寿命与低噪音

燃料电池汽车具有长寿命和低噪音的优点。燃料电池本身工作没有噪声，没有运动性，也没有振动。其电极仅作为化学反应的场所和导电的通道，本身不参与化学反应，没有损耗，因此寿命长。相比传统内燃机汽车，燃料电池汽车在运行过程中更加平稳安静，为驾驶者和乘客提供了更加舒适的驾乘体验。

（四）广泛的燃料来源

氢燃料来源广泛，可以从可再生能源中获得，不依赖石油燃料。这为可持续发展提供了新途径。例如，可以通过水电解、生物质发酵等方式制取氢气，减少对化石能源的依赖。同时，多种制取氢气的方法也为燃料电池汽车的发展提供了更多的选择和可能性，有助于推动能源结构的优化和转型。

三、挑战重重：燃料电池汽车的发展瓶颈

（图片来自网络）

（一）制备难题待解

目前，氢气的制备确实面临着诸多挑战。虽然我国在发展氢能方面拥有丰富的氢源基础，但氢能制取技术仍有待突破。其中，电解水制氢成本高昂，要充分考虑弃风、弃光、弃水等弃电的综合成本。我国在可再生能源基础设施开发建设上的投资很大，这个成本不容忽视。而且，通过 “三弃” 制备出的氢也存在消纳问题，如我国 “三北” 地区的弃风、弃光电解出的氢，在 “三北” 地区难以消耗，必须远距离输送，而这个输送过程中的耗能较大，高压纯氢对管道钢的氢脆更是一个难关。此外，碱性水电解制氢相对成熟，固体氧化物水电解制氢和质子交换膜（PEM）电解水制氢等技术还处于可行性研究或示范论证阶段。其他环保制备方法也仍在积极探索中，整体氢气制备技术不够成熟，制约了燃料电池汽车的发展。

（二）成本高昂之困

金属铂作为燃料电池催化剂稀缺且昂贵，大大增加了燃料电池成本。目前催化剂加膜电极在一起可以占到整个电堆成本的 70% 以上，成为未来燃料电池最大的瓶颈问题。例如，生产一千套时，催化剂占电堆成本在 20% 到 30% 之间，但如果生产量增加到 50 万套或者 100 万套，催化剂单一成本到电堆里面将达到 40% 以上。同时，储氢罐成本也较高，技术有待进一步提升。如目前高压气态储氢仍存在体积储氢密度偏低，高压加氢站成本偏高、故障多发等问题。国内 35Mpa 高压储氢瓶的体积储氢密度为 20kg/m³，70Mpa 的为 29kg/m³，而要给 35Mpa 的高压储氢瓶加氢，过程复杂，仅设备成本就高达 1000 - 1200 万元，70MPa 的更是高达 3000 万元左右。

（三）基础设施缺乏

目前加氢基础设施严重缺乏，这给燃料电池汽车的推广带来了巨大阻力。与充电站建设类似，加氢站建设也面临着先有鸡还是先有蛋的困境。一方面，加氢站数量少，无法满足日益增长的燃料电池汽车需求。另一方面，由于缺乏足够的燃料电池汽车，加氢站的利用率低，运营难度大，建设积极性不高。目前国内现已建成加氢站 71 座，主要分布在上海、广东广州、佛山、四川成都、河北张家口、山西大同等地，远远不能满足氢燃料电池汽车的潜在需求。随着氢燃料电池汽车应用规模快速扩大，“加注难” 将愈发成为棘手问题。

（四）加注燃料难题

燃料电池汽车加注氢气存在诸多困难。首先，加氢站数量少，影响了用车的便利性。例如，张家口只有一座海珀尔撬装式加氢站，无法满足更多车辆加氢的需求，该市现有运营车辆每天加氢都需要排队。其次，加氢站常处于维修关闭状态。如美国加州加氢站运营面临困境，能源巨头壳牌宣布永久关闭其在加州的 7 个乘用车加氢站，加氢站核心技术供应商的设备存在质量问题，导致多个加氢站出现故障而不得不关闭调整。这些问题都严重影响了燃料电池汽车的使用便利性，制约了其发展。

四、未来可期：燃料电池汽车的前景展望

（图片来自网络）

尽管燃料电池汽车目前面临着制备难题、成本高昂、基础设施缺乏以及加注燃料难题等诸多挑战，但不可否认的是，它在环保、性能等方面的优势使其具有巨大的发展潜力，值得我们期待和持续探索。

从环保角度来看，随着全球对环境保护的重视程度不断提高，零排放的燃料电池汽车无疑将成为未来交通领域的重要发展方向。其在运行过程中仅产生水，对环境无污染，能够有效减少温室气体排放，缓解气候变化带来的压力。在大气污染日益严重的今天，燃料电池汽车的环保优势将更加凸显。

在性能方面，高效的能量转化、长寿命与低噪音以及广泛的燃料来源等特点，使得燃料电池汽车在市场竞争中具有独特的优势。高能量转换效率能够降低能源消耗，提高燃油经济性；长寿命和低噪音为用户带来更加舒适的驾乘体验；广泛的燃料来源则为可持续发展提供了新途径。

政策支持也为燃料电池汽车的未来发展带来了希望。近年来，国家和地方政府出台了一系列政策支持氢燃料电池汽车产业的发展，包括购车补贴、税收优惠、基础设施建设等。例如，财政部发布的《关于提前下达 2024 年节能减排补助资金预算的通知》中，包含了第一年度燃料电池汽车示范应用奖励，共 11.42 亿元，进一步激发了氢能行业的活力；《氢能产业发展中长期规划 (2021 - 2035 年)》等战略规划明确了氢燃料电池汽车的发展目标，为产业提供了长期发展的政策指引。

技术进步也将推动燃料电池汽车的发展。氢燃料电池技术的不断进步是推动市场发展的重要因素。包括提高燃料电池堆的能量密度、改进氢气储存技术以及优化车辆的整体能源利用效率等，使得氢燃料电池汽车的续航里程增加、充电时间缩短，并且更加轻量化。新型催化剂和材料的研究也在进行中，有望降低燃料电池系统的制造成本，提高催化效率、耐久性和稳定性。

随着技术的不断进步、成本的逐渐降低以及政策的持续支持，燃料电池汽车市场有望实现快速增长。特别是商用车市场，由于运营路线固定且加氢站需求相对较低，更容易实现规模化应用。业内普遍预期，氢燃料电池汽车将在未来几年内迎来放量阶段，到 2030 年左右，氢燃料电池汽车产业有望实现真正的商业化落地。

总之，虽然燃料电池汽车目前面临着诸多挑战，但凭借其在环保、性能等方面的优势以及政策和技术的支持，其未来发展前景广阔，值得我们持续关注和投入。