2020年以來(lái)，電動(dòng)汽車(chē)風(fēng)光無(wú)限。特斯拉、比亞迪、蔚來(lái)，這些電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域的龍頭企業(yè)，都受到了資本市場(chǎng)的青睞。

與此同時(shí)，氫燃料電池汽車(chē)憑借節能環(huán)保、排放零污染的特點(diǎn)，成為汽車(chē)低碳化的又一重要戰略發(fā)展方向，在世界各國引起廣泛關(guān)注。2019年，日本發(fā)布了《氫能與燃料電池戰略規劃路線(xiàn)圖》;2020年11月，美國制定了《氫能計劃發(fā)展規劃》;2021年3月，中國在第十四個(gè)五年規劃和2035年遠景目標中將氫能與儲能列為國家六大未來(lái)產(chǎn)業(yè)之一。這些規劃都將氫燃料電池列為未來(lái)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向。

理論上，氫燃料電池汽車(chē)能夠成為“僅僅排放純凈水”的交通工具，雖然可以做到足夠潔凈，但其易燃的特性又在安全性能方面埋下了隱患。

如果將氫燃料電池汽車(chē)和電動(dòng)汽車(chē)放到“安全”和“環(huán)?！钡睦夼_上PK，誰(shuí)更能代表未來(lái)?

安全性能，誰(shuí)更強?

無(wú)論是電動(dòng)汽車(chē)還是氫燃料電池汽車(chē)，用于提供動(dòng)力的電池的安全性與可靠性是新能源汽車(chē)行業(yè)最為重視的課題。

先來(lái)看電動(dòng)汽車(chē)。電動(dòng)汽車(chē)的安全性主要取決于動(dòng)力電池的安全性。三元電池是目前電動(dòng)汽車(chē)的第一選擇，與磷酸鐵鋰電池相比，其安全性能較低。近期蔚來(lái)汽車(chē)在事故后的燃燒，以及此前關(guān)于電動(dòng)汽車(chē)自燃事件的報道，都引起人們在電動(dòng)汽車(chē)安全性方面的擔心。

因此，針對動(dòng)力電池安全性的研究正在積極展開(kāi)。目前，鋰電池的安全性理論上限再獲突破，動(dòng)力電池通過(guò)“針刺”實(shí)驗。

廣汽集團最新研發(fā)的彈匣電池系統，在安全性技術(shù)方面首次實(shí)現了三元鋰電池整包針刺不起火，比亞迪在2020年研發(fā)的刀片電池也通過(guò)了鋰電池針刺測試。在2020全球智慧出行大會(huì )上，中國工程院院士孫逢春也已經(jīng)證實(shí)，2019年中國電動(dòng)汽車(chē)起火的概率只有萬(wàn)分之0.49;2020年這一概率下降到萬(wàn)分之0.26，是同期燃油汽車(chē)自燃率的四分之一。

此外，針對電動(dòng)汽車(chē)的安全標準也日趨完善，在工信部2021年3月16日發(fā)布的《2021年工業(yè)和信息化標準工作要點(diǎn)》中，電動(dòng)汽車(chē)的安全標準制定是其重中之重，標準數量達到燃料電池汽車(chē)的三倍以上，且對各類(lèi)車(chē)輛應用都已經(jīng)有了較為詳細的規定。

再來(lái)看氫燃料電池汽車(chē)。由于氫氣的燃燒和爆炸極限范疇很寬，因此氫氣在人們心中總有易燃易爆的印象，那么氫燃料電池汽車(chē)是否能夠安全地運用氫氣呢?

答案是肯定的。

首先，燃料電池汽車(chē)中僅有兩個(gè)地方涉及氫氣——電池堆和儲氫瓶。其中，電池堆本身并不儲存氫氣，因此，一旦檢測到氫氣泄漏，可以迅速切斷電源，保證車(chē)身安全。而儲氫瓶，根據中國物理工程研究院的調研顯示，目前中國主要采用的儲氫技術(shù)是來(lái)自加拿大(GFI)公司與意大利(OMB)公司的35MPa Ⅲ型儲氫瓶。在國際上更為先進(jìn)的Ⅳ型則尚未進(jìn)入中國市場(chǎng)。35MPa Ⅲ型儲氫瓶在我國已經(jīng)屬于十分成熟的技術(shù)，完全具備車(chē)載條件。而且，一旦儲氫瓶檢測到氫氣泄漏，應急電磁閥門(mén)便會(huì )迅速打開(kāi)，將氫氣及時(shí)排出。這些被排出的氫氣并不具備爆炸的條件，即使由于溫度、著(zhù)火點(diǎn)等原因發(fā)生燃燒事件，它們也將因為欠缺密閉空間等條件，僅能保持燃燒狀態(tài)。此外，由于氫氣密度低，氫氣被排出后將迅速遠離儲氫瓶及車(chē)輛，大大減少爆燃的機會(huì )。

在現實(shí)場(chǎng)景中，儲氫瓶的氫氣泄漏也是小概率事件，《車(chē)用壓縮氫氣鋁內膽碳纖維全纏繞氣瓶》(GB/T35544-2017)甚至可以保證儲氫瓶泄漏的概率，比油箱泄漏的概率還要低得多。儲氫瓶與燃料電池汽車(chē)的堅硬外殼也為其承受撞擊而不爆燃提供了另一層保護，即使時(shí)速80千米的追尾事故也不能使儲氫瓶發(fā)生形變?，F代汽車(chē)名下的氫燃料電池汽車(chē)在美國公路安全保險協(xié)會(huì )(IIHS)測試中獲得最高安全評價(jià)的檢測結果，已經(jīng)超越了絕大部分的燃油車(chē)和電動(dòng)汽車(chē)的防撞性能。甚至在一些現實(shí)場(chǎng)景中，比如槍擊，氫燃料電池汽車(chē)最多發(fā)生泄漏，但絕不可能爆燃。從這一點(diǎn)來(lái)說(shuō)，氫燃料汽車(chē)的安全性能已經(jīng)趕超電動(dòng)汽車(chē)了。

在燃料電池汽車(chē)相關(guān)的安全標準上，我國目前還遠不能說(shuō)完備，尤其是針對各類(lèi)氫燃料電池汽車(chē)整車(chē)測試維保的方法，不管是商用、乘用，還是特殊領(lǐng)域均接近空白，這為氫燃料電池汽車(chē)的進(jìn)一步推廣增添了許多阻力。但在《2021年工業(yè)和信息化標準工作要點(diǎn)》中，工信部重點(diǎn)提出將大力開(kāi)發(fā)電動(dòng)汽車(chē)和充換電系統并進(jìn)行燃料電池汽車(chē)等標準的研究與制定，標準的制定將始終追尋產(chǎn)業(yè)發(fā)展，實(shí)時(shí)調整。

因此，就安全性能而言，動(dòng)力電池的研究和發(fā)展在近幾年突飛猛進(jìn)，但氫燃料電池汽車(chē)的技術(shù)發(fā)展也不落下風(fēng)，在安全性能上正在迅速追趕電動(dòng)汽車(chē)。

環(huán)保性能，誰(shuí)更優(yōu)?

發(fā)展新能源汽車(chē)最大的動(dòng)力來(lái)自低碳和清潔交通的內在需要。因此，誰(shuí)能在這個(gè)維度上勝出，是決定誰(shuí)能主宰未來(lái)的重要因素。

以上數據均由作者根據當下的中國電力結構來(lái)進(jìn)行計算

而當前的能源結構則是決定未來(lái)贏(yíng)家的關(guān)鍵。

早在2010年，清華大學(xué)的一個(gè)研究團隊曾指出，在當前中國的能源結構下，電動(dòng)汽車(chē)造成的碳排放，與燃油汽車(chē)相比差別不大;但是在二氧化硫和碳化物方面的排放，要數倍于燃油汽車(chē)。燃油汽車(chē)目前每百千米的碳排放量為19.9千克。而根據2020年中國發(fā)電能源結構和電動(dòng)汽車(chē)的主流性能計算，得到的數據：純電動(dòng)乘用車(chē)每百千米的碳排放量為13.2千克。(計算過(guò)程中涉及的各種參數見(jiàn)表1)

可以看到，純電動(dòng)車(chē)的碳排放主要取決于發(fā)電結構。隨著(zhù)我國當前能源結構的不斷改善，尤其是清潔能源的發(fā)電比例逐年提高，電動(dòng)汽車(chē)在未來(lái)會(huì )占據很大的環(huán)保優(yōu)勢。

而關(guān)于氫燃料電池汽車(chē)，一些研究也表明，車(chē)輛儲存氫氣、駕駛運行對能耗和碳排放的影響極小。但是在制氫過(guò)程中，其碳排放量遠遠大于其他用氫環(huán)節的碳排放。因此，在測算氫燃料電池汽車(chē)的碳排放量時(shí)也要把制氫過(guò)程中的碳排放量算入其中。

制氫過(guò)程中的碳排放很大程度取決于氫氣的生產(chǎn)結構。根據公開(kāi)數據，綜合考慮當前氫電轉化效率，氫燃料電池乘用車(chē)百千米氫耗1千克，如果按照全球氫氣生產(chǎn)結構計算，氫燃料電池乘用車(chē)每百千米碳排放為12.31千克;如果按照中國氫氣生產(chǎn)結構計算，氫燃料電池乘用車(chē)每百千米碳排放為16.96千克。(計算過(guò)程中涉及的各種參數見(jiàn)表2)

從全球角度來(lái)看，氫燃料電池乘用車(chē)的碳排放低于純電動(dòng)乘用車(chē)，但按照我國能源結構和制氫方式來(lái)測算，氫燃料電池乘用車(chē)的碳排放高于純電動(dòng)乘用車(chē)，這是因為我國當前生產(chǎn)的氫氣還是以灰氫和藍氫為主，因此，氫燃料電池汽車(chē)相比電動(dòng)車(chē)在環(huán)保方面處于下風(fēng)。

可以看到，在使用端，無(wú)論電動(dòng)汽車(chē)還是氫燃料電池汽車(chē)，能否逼近人類(lèi) “真正零排放”的目標，都取決于未來(lái)的電力結構。

未來(lái)理想狀態(tài)下，如果電動(dòng)汽車(chē)所使用的電力是由風(fēng)能、核能和光伏發(fā)電所產(chǎn)生，那么在使用過(guò)程中，能夠實(shí)現零碳排放;如果氫燃料電池汽車(chē)使用的氫氣是利用風(fēng)能、核能和光伏發(fā)電產(chǎn)生的電力，通過(guò)電解水制備而來(lái)，那氫燃料電池汽車(chē)也能實(shí)現“真正零排放”。因此，未來(lái)在環(huán)保方面的比拼，更重要的環(huán)節可能是：動(dòng)力電池的處置以及氫儲存中的能耗等。

通過(guò)上面的分析，氫燃料電池汽車(chē)和電動(dòng)汽車(chē)，無(wú)論在安全性能還是環(huán)保性能方面，都沒(méi)有確定的勝出者。所以我們當前還是應當保持著(zhù)一個(gè)百花齊放的心態(tài)，讓市場(chǎng)選擇最能夠代表未來(lái)的技術(shù)路線(xiàn)。