命名為「飛揚」的火炬吸引了眾多眼球。除了極具活力動(dòng)感的設計之外，此火炬還有一個(gè)特點(diǎn) ——采用綠氫燃料，讓奧運火炬第一次實(shí)現了零碳排放。

「飛揚」火炬

正是通過(guò)這把火炬，很多人才第一次聽(tīng)說(shuō)了氫能，進(jìn)而聽(tīng)說(shuō)了氫燃料電池車(chē)。實(shí)際上，氫燃料電池車(chē)并不是一個(gè)新概念，它已有半個(gè)世紀的技術(shù)歷史了。

早在1966年，人類(lèi)就研發(fā)出了全球第一款氫燃料電池車(chē)Electrovan[1]。雖然這款車(chē)看起來(lái)一點(diǎn)也不酷，但這套技術(shù)卻很厲害，被應用到了1971年的登月車(chē)上，順利完成了登月任務(wù)。

左:全球第一款氫燃料電池車(chē)Electrovan 右:1971年人類(lèi)登月車(chē)

咱們中國研發(fā)氫燃料電池技術(shù)也有很多年了。2008年我剛保研的時(shí)候，課題組的老師與師兄們就圍繞幾輛氫燃料電池大巴忙里忙外的。就是這幾輛車(chē)全程服務(wù)了奧運會(huì )馬拉松賽，當時(shí)這還是一個(gè)新鮮技術(shù)，媒體報道此車(chē)「行駛平穩、沒(méi)有噪音、沒(méi)有尾氣」[2]。

清華大學(xué)自主研發(fā)的氫燃料電池大巴服務(wù)2008年奧運會(huì )

咱們的亞洲鄰居韓國啟動(dòng)氫燃料電池技術(shù)的研發(fā)則更早一些。早在1998年，現代汽車(chē)就設立了氫燃料電池研發(fā)部門(mén)，并于2000年以圣達菲（Santa Fe）為基礎，研發(fā)了第一款氫燃料電池車(chē)Santa Fe FCEV。

現代汽車(chē)第一款氫燃料電池車(chē)Santa Fe FCEV

說(shuō)到這里，大家心中也許會(huì )冒出一個(gè)疑問(wèn)：都到2022年了，大街上也見(jiàn)不到幾輛氫燃料電池車(chē)，說(shuō)明商業(yè)上還不賺錢(qián)；既然如此，為什么大家還要提前那么多年、爭先恐后地去研發(fā)呢？

原因很簡(jiǎn)單，因為氫燃料電池技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)太多了，甚至被稱(chēng)為終極能源技術(shù)！相對于傳統化石能源，它具有無(wú)污染、可再生、高效率三大優(yōu)勢：

無(wú)污染：氫氣+氧氣→水。不僅沒(méi)有氮氧化物這種有毒氣體，就連二氧化碳都沒(méi)有??！

不僅僅是運行時(shí)無(wú)污染，它甚至還能凈化空氣：氫燃料電池在從大氣中獲取氧氣的過(guò)程中，可以?xún)艋?9.9%的可吸入顆粒：例如，1輛現代汽車(chē)氫燃料電池車(chē)NEXO每行駛1小時(shí)，可凈化26.9kg空氣，相當于43名成人1小時(shí)呼吸的空氣量[3]。

可再生：除了工業(yè)副產(chǎn)品制氫之外，還能通過(guò)煤制氫、電解水制氫等途徑，全生命周期效率要優(yōu)于汽油柴油；當然我們最好的選擇還是采用綠氫。雖然退一萬(wàn)步講，氫能源效率還不如汽油柴油，但氫能源作為可再生能源，對石油對外依賴(lài)很強的東亞中日韓來(lái)說(shuō)，依然是很有吸引力的選項。

高效率：氫燃料電池最高效率不受卡諾循環(huán)限制，實(shí)際效率比內燃機高。

相對于鋰離子電池來(lái)說(shuō)，氫具有能量密度高、加氫快兩大優(yōu)勢：

能量密度高：氫氣的能量密度比鋰電池高上百倍，甚至比石油的能量密度更高。

加氫速度快：加氫與加油都只需要三五分鐘，體驗相仿。如此一來(lái)，車(chē)主就免去充電等待的時(shí)間了。例如現代汽車(chē)氫燃料電池車(chē)NEXO中國版，只需要加氫3-5分鐘就可以續航550km（CLTC-P工況）。

雖然氫燃料電池技術(shù)看起來(lái)非常美好，但這個(gè)領(lǐng)域的研究者一直非?？酀?。有的學(xué)者從黑發(fā)研究到了白發(fā)，還是沒(méi)看到氫燃料電池大規模量產(chǎn)的一天。

為什么會(huì )有這種情況？我認為有內外兩方面原因：

內因：氫燃料電池技術(shù)本身的關(guān)鍵技術(shù)難，需要達到技術(shù)臨界點(diǎn)。

外因：氫能是一整個(gè)體系，需要外部環(huán)境的天時(shí)地利人和。

今年進(jìn)博會(huì )上，在現代汽車(chē)集團展臺可以了解到氫能的最新進(jìn)展，我感覺(jué)氫能的時(shí)代馬上就要到了！

第五屆進(jìn)博會(huì )的現代汽車(chē)集團展臺

一、進(jìn)博會(huì )上的現代汽車(chē)集團展臺

進(jìn)博會(huì )上，現代汽車(chē)集團的展臺面積比較大。據發(fā)布會(huì )介紹，現代汽車(chē)集團連續4年都是進(jìn)博會(huì )上參展面積最大的汽車(chē)品牌展臺，由此可見(jiàn)對中國市場(chǎng)的重視。

展臺總共展出了5款車(chē)型，2款純電、1款進(jìn)口、2款氫燃料電池車(chē)。擺在展臺C位的是NEXO中國版，而氫燃料電池重卡XCIENT Fuel Cell則占據了展臺最大面積。除此之外，還展示了HTWO氫燃料電池系統，并以一塊超大的展示墻介紹現代汽車(chē)集團的氫燃料電池研發(fā)歷史?？梢钥闯?，氫能是這次進(jìn)博會(huì )現代汽車(chē)集團的展示重點(diǎn)。

我最為關(guān)注的肯定是那輛NEXO中國版，因為它即將在今年年內正式在中國推出。

第五屆進(jìn)博會(huì )現代汽車(chē)集團展臺上的NEXO中國版

在工信部《免征車(chē)輛購置稅的新能源汽車(chē)車(chē)型目錄》(第五十七批)中可以清晰地看到[4]，NEXO中國版是氫燃料電池車(chē)型中的唯一一款乘用車(chē)。國內消費者對這款車(chē)可能還不太熟悉，實(shí)際上它是目前最暢銷(xiāo)的氫燃料電池車(chē)，截止2022年9月全球銷(xiāo)量突破了3萬(wàn)輛。

NEXO中國版登上《免征車(chē)輛購置稅的新能源汽車(chē)車(chē)型目錄》

展臺中間展示了現代汽車(chē)最新的氫燃料電池系統。它看起來(lái)像個(gè)發(fā)動(dòng)機，實(shí)際上工作起來(lái)是與電池類(lèi)似的電化學(xué)過(guò)程。這時(shí)候，普通消費者就有點(diǎn)迷惑了，那究竟應該從發(fā)動(dòng)機角度按排量、按馬力來(lái)評價(jià)性能呢，還是從鋰電池角度按能量密度、電池容量來(lái)評價(jià)呢？

實(shí)際上各企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步日新月異，評價(jià)氫燃料電池系統的性能參數很多，預研階段、樣機階段與量產(chǎn)階段的性能差距也很大，橫向比較較為困難。因此不如快刀斬亂麻，咱們直接比較量產(chǎn)車(chē)上的氫燃料電池系統性能差異吧，這樣比較最為客觀(guān)公正！

現代汽車(chē)于2013年推出的ix35 FCEV氫燃料電池車(chē)是全球最早的量產(chǎn)氫燃料電池汽車(chē)。2018年推出氫燃料電池量產(chǎn)乘用車(chē)NEXO，搭載了第二代氫燃料電池系統，從全球范圍來(lái)看，它在續航距離、儲氫水平、電機功率等關(guān)鍵性能上都均占據明顯優(yōu)勢 —— 這正是東亞玩家「卷」起來(lái)的一個(gè)表現吧！

我家附近就有一個(gè)加氫站，每次跑步的時(shí)候都會(huì )路過(guò)。最近，前來(lái)加氫的氫燃料電池車(chē)越來(lái)越多，有時(shí)候竟然還要排隊加氫?？磥?lái)，氫燃料電池車(chē)真的離我們越來(lái)越近了。

除了乘用車(chē)NEXO中國版之外，還有一輛全球首款量產(chǎn)的氫燃料電池重卡XCIENT Fuel Cell亮相第五屆進(jìn)博會(huì )現代汽車(chē)集團展臺。

你可能會(huì )好奇，氫燃料電池系統工作起來(lái)很溫和，能帶得動(dòng)這個(gè)大家伙嗎？ 實(shí)際上，氫燃料電池重卡本身也是混合動(dòng)力汽車(chē)：氫燃料電池系統發(fā)電充給電池，通過(guò)電機來(lái)驅動(dòng)重卡。

氫燃料電池重卡的工作原理

相對于純電來(lái)說(shuō)，氫燃料電池的優(yōu)點(diǎn)在重卡上發(fā)揮得淋漓盡致：

長(cháng)續航vs占用運力：電動(dòng)乘用車(chē)2噸重，坐人載貨最多400公斤；重卡不一樣，得裝個(gè)幾十噸貨拉走，這就需要超級大的電池。但電池本身也重，占用運力，賺錢(qián)效率又低了；電池還比較貴，初期成本高，也更難賺錢(qián)。氫燃料電池就沒(méi)有這個(gè)問(wèn)題，因為氫氣的能量密度遠超電池。

氫的能量密度比鋰電池高很多，可以裝載更多貨物

補能速度：重卡電池容量太大，乘用車(chē)的「10分鐘充200公里」在重卡上行不通。乘用車(chē)大部分時(shí)間閑置，慢慢充電也可以；商用車(chē)不行啊，作為賺錢(qián)機器一般是兩班倒不停地開(kāi)，要是充個(gè)10小時(shí)的電，相當于運力減一半，劃不來(lái)??！但是氫能源電池重卡可以解決這個(gè)問(wèn)題，重卡加氫也只需要8-20分鐘。

加氫速度比充電速度快很多，對重卡來(lái)說(shuō)可以行駛更多距離

現代汽車(chē)集團在「氫能愿景2040」中提到，將在2028年率先成為全球首個(gè)旗下所有商用車(chē)型均搭載氫燃料電池系統的汽車(chē)制造商。 在現代汽車(chē)集團2021年的氫之日發(fā)布會(huì )中，我對其中一個(gè)叫做Fuel Cell e-Bogie的概念產(chǎn)品非常感興趣！

Fuel Cell e-Bogie是什么呢？ 我認為可以將它理解為商用車(chē)的滑板底盤(pán)，兩個(gè)e-Bogie承載一個(gè)集裝箱，可以實(shí)現蟹行模式。

e-Bogie的蟹行模式

當然，也可以實(shí)現后輪轉向，這讓集裝箱的貨運靈活性大大提高：

e-Bogie的后輪轉向

大家也注意到了，e-Bogie作為滑板底盤(pán)根本沒(méi)考慮駕駛員的位置，這是因為它具備L4級別的無(wú)人駕駛能力。例如下面多個(gè)e-Bogie組成的車(chē)隊跟車(chē)場(chǎng)景，就像多節車(chē)廂連接在一起的火車(chē)一樣。這樣行駛不僅安全，還可以減少跟行車(chē)輛的風(fēng)阻，從而實(shí)現節能。

e-Bogie的無(wú)人駕駛能力

此外，在氫之日發(fā)布會(huì )上，現代汽車(chē)集團還展示了氫能混動(dòng)跑車(chē)概念車(chē)Vision FK、救援無(wú)人車(chē)（Rescue Drone）新型氫燃料電池概念車(chē)、移動(dòng)型加氫站（H Moving Station）、可為處于偏遠崎嶇地區的車(chē)輛提供充電救援的應急救援車(chē)（RHGV）等一系列面向未來(lái)的氫能產(chǎn)品。

現代汽車(chē)集團還提出了一個(gè)偉大的目標，到2040年，氫能將不僅適用于交通運輸，還將更廣泛地應用于不同行業(yè)和領(lǐng)域，例如生活、工業(yè)等領(lǐng)域；致力于讓“每個(gè)人、每件事、每一處”都能輕松地使用氫能。

在我看來(lái)，現代汽車(chē)集團就像是“氫能領(lǐng)域的特斯拉”一樣，用20多年的技術(shù)研發(fā)，直擊氫能出行領(lǐng)域的本質(zhì)，以一流的氫燃料電池系統為基礎，不斷擴展應用場(chǎng)景，不僅是一個(gè)氫燃料電池車(chē)的生產(chǎn)企業(yè)，更將成為環(huán)保移動(dòng)出行領(lǐng)域的解決方案供應商。通過(guò)氫能技術(shù)的廣泛應用，為全人類(lèi)以及地球提供切實(shí)可行的可持續發(fā)展解決方案。

二、氫能進(jìn)入高速發(fā)展期

今年的進(jìn)博會(huì )上，現代汽車(chē)集團為什么把重心放在了氫能上呢？答案也很簡(jiǎn)單：中國的氫能即將進(jìn)入高速發(fā)展期！

今年3月23日，國家發(fā)改委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(cháng)期規劃（2021-2035年）》，為氫能產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展指明了道路。

今年的清華大學(xué)碳中和技術(shù)論壇上，歐陽(yáng)明高院士認為氫燃料電池的市場(chǎng)規模將在2025-2030年飛速增長(cháng)，不僅適用于長(cháng)途重卡，還適用于長(cháng)途客車(chē)，甚至乘用車(chē)的SUV車(chē)型 —— 單點(diǎn)突破，多點(diǎn)開(kāi)花。

看到這里大家應該會(huì )隱隱覺(jué)得，現代汽車(chē)集團攜氫能來(lái)到進(jìn)博會(huì )，應該不只是展示一下這么簡(jiǎn)單，背后應該有很多實(shí)際行動(dòng)了吧？

果不其然，原來(lái)現代汽車(chē)集團已將氫能事業(yè)帶到了中國：2019年12月與廣州簽定備忘錄后，總投資達85億元、占地面積為20.2萬(wàn)平方米的現代汽車(chē)集團首個(gè)海外氫燃料電池系統研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售基地—— 「HTWO廣州」，即將竣工投產(chǎn)。

進(jìn)博會(huì )展臺上也展示了「HTWO廣州」的沙盤(pán)模型：

產(chǎn)品方面，除了NEXO中國版之外，現代汽車(chē)在商用車(chē)方面也獲得了本地生產(chǎn)資質(zhì)，正在積極探討本地生產(chǎn)計劃。就在11月8日，現代汽車(chē)集團與中金公司旗下全資子公司中金資本簽署了合作框架協(xié)議，雙方將針對中國商用車(chē)市場(chǎng)電動(dòng)化和智能化轉型需求，充分發(fā)揮現代汽車(chē)集團在氫燃料電池領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢資源，攜手助力中國新能源商用車(chē)市場(chǎng)的發(fā)展。個(gè)人認為，現代汽車(chē)集團向中國導入氫燃料電池技術(shù)與產(chǎn)品，可以加速中國氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

現代汽車(chē)集團當然也明白，來(lái)中國發(fā)展，就要與東道主深入合作：

投資方面：2018年與清華工業(yè)開(kāi)發(fā)研究院攜手成立了目標規模1億美元的氫能產(chǎn)業(yè)基金，專(zhuān)門(mén)孵化氫能產(chǎn)業(yè)優(yōu)秀創(chuàng )業(yè)公司。

交通運輸：2022年10月，以“HTWO廣州”為依托，與廣州恒運、廣州開(kāi)發(fā)區交投集團簽訂合作意向書(shū)，成立氫能合資公司。

無(wú)人駕駛：2022年10月，以“HTWO廣州”為依托，與廣州恒運、廣州文遠知行簽訂氫能無(wú)人駕駛合作框架協(xié)議，打造全球首個(gè)無(wú)人駕駛氫能汽車(chē)示范區，開(kāi)展氫能智慧服務(wù)示范運營(yíng)等行動(dòng)持續構建氫能生態(tài)。

總結

回到問(wèn)題本身：氫能源汽車(chē)現在發(fā)展到什么程度了？個(gè)人認為，雖然自誕生以來(lái)的半個(gè)多世紀發(fā)展很慢，但氫燃料電池汽車(chē)即將迎來(lái)高速發(fā)展期。

俗話(huà)說(shuō)，春江水暖鴨先知。千里之外的現代汽車(chē)集團都攜氫能以真金白銀來(lái)中國大舉投資了，答案還不夠明顯嗎？