所謂燃料電池，是一種利用氫氧結合得到水和電的化學反應原理來發電的裝置。在國中理科學過把水電解可以得到氫氣和氧氣的話，你可以這麼認為，燃料電池的原理就是通過逆向反應來獲得電能。
燃料電池汽車，就是把氫氣作為燃料儲存在車載高壓氣罐中，通過使之與空氣中的氧氣發生反應來發電，然後將該電力供給電動機以獲得驅動力。由於該化學反應的結果只產生電和水，不排放二氧化碳，因此作為有助於實現碳中和社會的新一代環保汽車之一，燃料電池汽車受到廣泛關注。
很多汽車製造商都在推進以氫氣為能源的燃料電池的研究。其中，本田公司宣佈，新研發的燃料電池汽車（FCEV）將從2024年起在日本和北美銷售。其與逐漸成為主流的電池電動汽車（BEV）有什麼區別呢？本文將解讀各自的優缺點，並探討氫能源對於實現「零排放」社會的現實可能性。
汽車廠商的氫能源產業正式發力
2月2日，本田公司召開了一場以氫能源業務為主題的記者會，宣佈其新研發的燃料電池汽車（FCEV，也作「FCV」）計畫於2024年在日本和北美上市。該公司從2013年起就與美國通用汽車公司（GM）聯合研發新一代燃料電池系統，明年上市的燃料電池汽車將搭載該公司研發的這種燃料電池系統。
本田公司30多年來一直致力於氫能技術和燃料電池汽車的研究開發。自1998年研製出第一輛原型車以來，至今已經製造了5款燃料電池汽車，但都用於研究開發或租賃目的，沒有廣泛上市銷售。
但是，計畫2024年發售的新款燃料電池汽車，有可能面向大眾銷售。如果真是這樣的話，其將有可能繼豐田公司的初代MIRAI（2014年，723.6萬日圓）、二代MIRAI（2020年，710.6萬-860萬日圓）、以及韓國現代汽車公司的NEXO（2022年，776.83萬日圓））之後，成為「第4款在日本國內能買到的燃料電池汽車」（括弧內為發售年份和含稅價格。梅賽德斯-賓士公司雖然也在2019年推出了燃料電池汽車GLC F-CELL，但其僅限於租賃銷售，4年後須返還車輛）。
前不久，BMW在比利時推出了新款燃料電池汽車「iX5 Hydrogen」的國際試駕活動。其提出，如果零排放汽車只依靠電動車來實現，在基建上所需的投資可能要更大。
這項統計是以德國為對象實施的，且是以電動車數量超過2000萬輛，燃料電池也普及了數百萬台為前提估算的。如果集中依賴於電動車，就需要加強建設輸電網絡，需要巨額的基建投資。在這一點上，日本的基本條件也是差不多的。
另外，BMW還指出，電動車充電站在輸電線路網路完善的城市裡比較容易建設，但在城市間隔較大的地方，建設加氫站則成本上更有優勢。
進一步來說，目前很難在集體住宅社區建設充電設施，這是阻礙電動車普及的劣勢。而燃料電池汽車補給所需時間較短，與目前燃油車在加油站加油感覺相近。從這個觀點來看，燃料電池汽車也能夠成為城市用戶便利使用的零排放汽車。
此外，豐田汽車公司還試造出了用氫氣作為內燃發動機燃料的氫氣發動機汽車，並參加了日本超級耐力系列賽。燃料電池汽車和氫氣發動機汽車雖然同樣使用氫氣作為能源，但原理卻完全不同。
BMW和馬自達曾經也投入過氫氣發動機汽車的研究開發，但目前公開進行類似研發的只有豐田公司。與之相對地，豐田、本田、通用、現代等汽車廠商正積極推進燃料電池汽車的相關研發工作，手握吉普、寶獅等14個汽車品牌的世界第四大汽車聯合企業斯泰蘭蒂斯集團，也收購了法國氫燃料電池製造商SYMBIO公司的股份，對燃料電池汽車的研發表現出積極姿態。
氫能源有望貢獻於整個產業
前面論述了氫能作為汽車動力源使用的情況，但這只是未來氫能產業的一個方面。
2021年日本政府發佈的《2050年碳中和綠色發展戰略》中，將氫能產業與海上風力產業、氨能源產業作為能源相關產業的實施計畫之一相提並論。
具體來說，氫能是「廣泛應用於發電、產業、運輸等領域的碳中和關鍵技術」，在這一領域，「日本先行，歐洲、韓國也制定了戰略等並緊隨其後」，氫能「將成為今後的新型資源，用途不僅限於汽車，還將吸引更廣泛的玩家參與進來」。也就是說，氫能將在社會上廣泛應用，燃料電池汽車只是其中的一個方面。
為什麼日本政府熱衷於氫能的應用呢？因為氫氣比電力更容易儲存和運輸。電力在遠距離傳輸時中途會產生損耗，因此數千公里的遠距離「能源輸送」不太現實。另外，儲存電力需要電池，這也需要很大成本。
與電相比，氫能更容易儲存和運輸。這對於彌補風力發電和太陽能發電等再生能源的弱點具有非常大的意義。由此人們正在探討，可以利用風力發電和太陽能發電得到的電力將水電解，進而把得到的氫能儲存起來運輸到相隔甚遠的消費目的地。
已經建成了幾個把在澳洲精製的氫氣運往日本的專案，其中就包括利用太陽能發電精製得到的氫氣。也就是說，氫能作為以相對低廉的價格進口的再生能源的「主力能源」，備受關注。
因此，不久前就氫能業務發表了聲明的本田公司，也設想把與通用公司聯合研發的新一代燃料電池系統拓展應用到各個產業。例如，通過將燃料電池系統根據用途多台並聯，有望應用於大型卡車、建築機械甚至固定型電源等應用場景。
總而言之，將來的零排放汽車，電動車將成為主流，但也希望燃料電池能廣泛應用於大型轎車、大型卡車、建設機械等領域，並在此基礎上有效構建零排放社會，這才是最現實的做法。
本文獲授權轉載自Nippon.com，未經同意不得轉載。原標題：燃料電池汽車會普及嗎？「零排放」的理想形態以及氫能源的潛力
撰文/大谷達也。自由撰稿人。大學畢業後在某電器製造商下設研究所內擔任工程師。1990年轉投汽車雜誌《CAR GRAPHIC》擔任編輯。就任該雜誌副總編後，2010年離職，成為汽車領域自由撰稿人。現在廣泛採訪報導從豪車到輕型汽車的各類題材，同時撰寫了大量關於尖端技術和汽車賽事的文章。2021-2022年日本年度汽車大獎（CAR OF THE YEAR JAPAN）評委、日本汽車媒體人協會會員、日本汽車運動記者會會員。
責任編輯／周岐原
