氢燃料电池汽车不仅仅是科幻小说的素材或遥远的研发实验。像丰田 Mirai 和现代 Nexo 这样的氢动力汽车已经问世,燃料电池技术正在不断发展,并受益于数十亿美元的联邦研究和基础设施资金。那么,为什么今天美国的道路上几乎看不到氢动力汽车呢?到底发生了什么?
“答案很简单:经济效益,”麻省理工学院能源倡议(MIT Energy Initiative)的高级研究员 Sergey Paltsev 告诉《流行科学》杂志。“政治家和汽车制造商曾一度将燃料电池视为乘用车的未来,燃料电池将氢的化学能转化为电能来驱动电动机,但电池成本的下降和现有加油基础设施(例如电网)的优势已使电池电动汽车遥遥领先。
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“这不仅仅是汽车的成本,”Paltsev 解释说,他也是麻省理工学院可持续科学与战略中心(MIT Center for Sustainability Science and Strategy)的副主任。这是一个重要的观点,因为在加利福尼亚州,低里程的氢动力汽车以大幅折扣出售。
使氢动力乘用车比其电池电动同类产品成本更高的因素是缺乏加油基础设施、能源转化效率低下以及加油站的燃料价格。
大规模转向氢动力汽车需要巨大的基础设施开发;美国能源部的替代燃料数据中心(Alternative Fuels Data Center)显示,如今美国只有55个公共加氢站,几乎全部集中在加利福尼亚州,而全国现有超过68,000个活跃的公共电动汽车充电站。(即使在加利福尼亚州,为氢动力乘用车加油似乎也可能是一件非常麻烦的事情,以至于引发了针对丰田的七月集体诉讼。)
在与《流行科学》杂志的另一次通话中,密歇根大学可持续系统与密歇根氢能中心(MI Hydrogen)的联合主任 Gregory Keoleian 停顿了一下,以确认汽车制造商是否仍在加利福尼亚州发布新的氢动力乘用车。尽管本田已于 2021 年停产了在加利福尼亚州提供的两款氢动力乘用车,但丰田和现代仍在继续生产新的氢动力乘用车在当地销售。除了 Keoleian 教授对精确度的追求,他的停顿也凸显了对氢燃料电池汽车的关注已从乘用车转向更有优势的应用,包括中重型卡车和航空业。
“当续航里程或充电时间出现问题时,电池电动汽车可能会遇到麻烦,”或重载时,“在这些方面,氢就能发挥作用,例如用于长途卡车。” Keoleian 说。
对于铁路和商用卡车等领域,“你的加油站分布更广。你不需要集中式的加油设施。你不需要在每个角落都设置加油站。这些应用确实有机会通过氢来实现脱碳,”他解释道。
氢动力乘用车“更光明的未来”
“明年不会有任何变化,可能未来五年也不会有,但氢动力汽车的未来会更光明,”Paltsev 说。一方面,如果氢能成为“我们经济其他领域(例如重型运输和工业)的能源需求的重要来源”,那么加油和基础设施的挑战“将更容易解决”,从而为氢动力汽车带来“积极的溢出效应和协同效应”。
Paltsev 指出,在世界某些地区,氢动力汽车的经济性已经比其他地区更具吸引力——他以日本为例,那里的电力成本很高。几家汽车制造商仍在投资氢燃料电池乘用车,宝马和丰田最近宣布的合作就证明了这一点;两家公司表示,宝马氢动力量产车将于 2028 年上市。
Paltsev 提醒说,目前在美国等地区氢动力乘用车不切实际,但这并不意味着要“就此放弃”燃料电池技术的这项特定应用。“未来我们可能因为许多其他原因需要它,”他补充说,并指出地缘政治问题可能扰乱电池原材料的供应,从而使氢动力汽车突然变得更具经济可行性。
本文是《流行科学》杂志“问我们什么”系列的一部分,我们在此回答您最离奇、最烧脑的问题,从普通到不寻常。有什么一直想知道的问题吗?问我们吧。