上周，在拉斯维加斯举行的盛大的国际消费电子展上，一些公司将氢气作为未来替代燃料的明星。这可能有点令人惊讶，因为一些头条新闻曾宣称，截至去年秋天，氢燃料汽车已经死亡。目前，业界似乎将时间和金钱都集中在电池电动动力上；充其量，氢能源离主流还遥遥无期。
包括丰田（以其平稳行驶的 Mirai 车型）和现代的 Nexo 在内的几家汽车制造商已经涉足氢能源领域。奥迪、本田、宝马等公司也对此进行了探索。尽管面临挑战，一些公司还是暗示或公开承诺将致力于开发这种燃料选择。
现任政府对清洁能源的承诺加速了这一进程；10 月份，美国能源部宣布投资 70 亿美元，启动七个区域性清洁氢中心，专注于生产低成本、清洁氢气。这些中心战略性地分布在全国各地，覆盖了太平洋西北地区、美国中部、中西部、东海岸、阿巴拉契亚地区、南加州以及德克萨斯州墨西哥湾沿岸等高优先级区域。
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本田全力以赴
去年秋天，本田公司执行副总裁 Shinji Aoyama 告诉《科学美国人》，氢气供需之间存在微妙的平衡，目前价格是消费者面临的挑战。平均而言，每公斤氢气价格为 13 至 16 美元，大约相当于两加仑燃油。目前，根据 AAA 的数据，87 号汽油的全国平均价格约为每加仑 3 美元，这意味着氢燃料的泵价仍是汽油的两倍多。
这并没有阻止这家日本汽车制造商，该公司表示，太阳能和风能本身是不稳定的，因为它们更容易受季节和天气条件的影响。通过利用可再生能源生产氢气，就可以形成一个更绿色的循环。
“为了确保可再生能源的稳定使用，我们需要一种储存电力的手段来吸收发电量波动的影响，”本田高管（也是在本田工作 30 年的资深员工）Arata Ichinose 说。“这就是氢气作为能源载体展现出巨大潜力的领域。”
本田早在 90 年代中期就支持氢能源，承诺投入时间和金钱进行相关可能性研究。该公司于 2002 年推出了世界上第一辆燃料电池电动汽车（FCEV），并通过后来的车型，如五座 Clarity 轿车不断改进。即使在 Clarity 停产后，本田还是利用之前租赁的 Clarity 轿车上的燃料电池建造了一个燃料电池发电站，为公司在加州的数据中心提供紧急备用电源。他们并未就此止步：2024 年，该品牌将推出一款基于 CR-V 跨界车型的全新 FCEV。
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扩大氢能源基础设施
尽管电动汽车仍然是汽车行业的未来主要焦点，但美国司机对公共充电基础设施的担忧持续存在。对于氢能源汽车而言，这种担忧更是成倍增加（甚至十倍、百倍），因为除了加州之外，几乎不存在氢能源加气站。（只有夏威夷有一个孤零零的加气站。）
联邦政府上周在解决这一问题方面取得了一些进展，宣布拨款 6.23 亿美元，专门用于电池电动和氢燃料电池充电站。其中约 11%（7000 万美元）将拨给北德克萨斯州政府委员会，用于建设五个氢能源加气站。这些设施旨在加强德克萨斯州与南加州之间的重型卡车运输通道，并促进商业往来。
卡车和能源公司 Nikola 上周在 CES 上也展示了其首批氢燃料电池电动卡车之一。（该公司之前的全电动项目因已被辞职的首席执行官夸大其词而陷入困境。）现在，该公司表示其卡车续航里程可达 500 英里，加氢只需 20 分钟。去年，Nikola 将其制造总部迁至了凤凰城南部的一座小镇，远离了加州赛普拉斯的所在地，迁了 350 英里。在这两种情况下，里程数都不符，这不禁让人产生疑问：卡车在没有充电基础设施的情况下如何从这里运到那里？
在 Nikola 的案例中，卡车通过携带燃料来解决这一问题。移动式加氢装置已被投入使用，能够运输所需的能源，计划每天支持多达 30 辆卡车。与此同时，Nikola 正与 Voltera（一家建设电动汽车基础设施的公司）合作，在加州开设六个重型氢能源加气站，这得益于加州交通委员会的 4200 万美元拨款。
德国公司博世认为，氢能源对于实现气候中和的未来至关重要，并正在投资 26 亿美元用于氢能源的研发和生产。博世的目标是到 2030 年，通过氢能源技术实现约 53 亿美元的销售额。
氢燃料电池的挑战
美国能源效率和可再生能源办公室将氢气描述为一种零排放的清洁燃料，其副产品仅为水。尽管这表面上听起来很理想，但氢气在生产和储存方面也存在其自身的挑战。
氢燃料可以通过多种工艺生产，包括热分解、电解、太阳能驱动、风力驱动和生物反应。 大多数氢燃料电池中心历史上都由天然气驱动，这并不等同于绿色能源。使用甲烷分离分子被广泛使用，但它存在严重的泄漏风险，可能弊大于利。可再生能源（风能和太阳能驱动）是绿色能源，但也是成本最高的选择之一。
Emre Gençer 是麻省理工学院（MIT）能源计划的首席研究科学家，他表示，在这四种方法中，只有两种可以以合理的成本广泛使用。其中一种是利用可再生能源或核能发电进行水电解，博世公司计划在这方面取得进展。
如今，博世正拼命研发电解槽的组件，电解槽利用电解（使用直流电驱动化学反应）将水分解为氢气和氧气。当与风能或太阳能结合使用时，整个循环会变得更加绿色。该公司表示“坚信氢气是未来的燃料”，并正在致力于开发固定式和移动式燃料电池。
接下来，科学界必须着手解决氢气储存的难题。氢气密度低，必须在高压下储存才能压缩到可用体积，并且还需要超低温度。虽然这一方面仍处于非常初期的开发阶段，但汽车制造商并没有袖手旁观——尤其是得到了政府对基础设施的资金支持。固态电池仍然是可行选项，而丰田最近确认，该公司正按计划推进，即将推出采用此类能源的车型。到明年这个时候，这些技术可能会有显著的进步。
