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

「飛揚(yáng)」火炬

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

早在1966年，人類就研發(fā)出了全球第一款氫燃料電池車Electrovan[1]。雖然這款車看起來一點(diǎn)也不酷，但這套技術(shù)卻很厲害，被應(yīng)用到了1971年的登月車上，順利完成了登月任務(wù)。

左:全球第一款氫燃料電池車Electrovan 右:1971年人類登月車

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。就是這幾輛車全程服務(wù)了奧運(yùn)會馬拉松賽，當(dāng)時(shí)這還是一個(gè)新鮮技術(shù)，媒體報(bào)道此車「行駛平穩(wěn)、沒有噪音、沒有尾氣」[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(yùn)會

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(xiàn)代汽車就設(shè)立了氫燃料電池研發(fā)部門，并于2000年以圣達(dá)菲（Santa Fe）為基礎(chǔ)，研發(fā)了第一款氫燃料電池車Santa Fe FCEV。

現(xiàn)代汽車第一款氫燃料電池車Santa Fe FCEV

說到這里，大家心中也許會冒出一個(gè)疑問：都到2022年了，大街上也見不到幾輛氫燃料電池車，說明商業(yè)上還不賺錢；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？

原因很簡單，因?yàn)闅淙剂想姵丶夹g(shù)的優(yōu)點(diǎn)太多了，甚至被稱為終極能源技術(shù)！相對于傳統(tǒng)化石能源，它具有無污染、可再生、高效率三大優(yōu)勢：

無污染：氫氣+氧氣→水。不僅沒有氮氧化物這種有毒氣體，就連二氧化碳都沒有啊！

不僅僅是運(yùn)行時(shí)無污染，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程中，可以凈化99.9%的可吸入顆粒：例如，1輛現(xiàn)代汽車氫燃料電池車NEXO每行駛1小時(shí)，可凈化26.9kg空氣，相當(dāng)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(dāng)然我們最好的選擇還是采用綠氫。雖然退一萬步講，氫能源效率還不如汽油柴油，但氫能源作為可再生能源，對石油對外依賴很強(qiáng)的東亞中日韓來說，依然是很有吸引力的選項(xiàng)。

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(nèi)燃機(jī)高。

相對于鋰離子電池來說，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(yàn)相仿。如此一來，車主就免去充電等待的時(shí)間了。例如現(xiàn)代汽車氫燃料電池車NEXO中國版，只需要加氫3-5分鐘就可以續(xù)航550km（CLTC-P工況）。

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

為什么會有這種情況？我認(rèn)為有內(nèi)外兩方面原因：

內(nèi)因：氫燃料電池技術(shù)本身的關(guān)鍵技術(shù)難，需要達(dá)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)博會上，在現(xiàn)代汽車集團(tuán)展臺可以了解到氫能的最新進(jìn)展，我感覺氫能的時(shí)代馬上就要到了！

第五屆進(jìn)博會的現(xiàn)代汽車集團(tuán)展臺

一、進(jìn)博會上的現(xiàn)代汽車集團(tuán)展臺

進(jìn)博會上，現(xiàn)代汽車集團(tuán)的展臺面積比較大。據(jù)發(fā)布會介紹，現(xiàn)代汽車集團(tuán)連續(xù)4年都是進(jìn)博會上參展面積最大的汽車品牌展臺，由此可見對中國市場的重視。

展臺總共展出了5款車型，2款純電、1款進(jìn)口、2款氫燃料電池車。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(jù)了展臺最大面積。除此之外，還展示了HTWO氫燃料電池系統(tǒng)，并以一塊超大的展示墻介紹現(xiàn)代汽車集團(tuán)的氫燃料電池研發(fā)歷史。可以看出，氫能是這次進(jìn)博會現(xiàn)代汽車集團(tuán)的展示重點(diǎn)。

我最為關(guān)注的肯定是那輛NEXO中國版，因?yàn)樗磳⒃诮衲昴陜?nèi)正式在中國推出。

第五屆進(jìn)博會現(xiàn)代汽車集團(tuán)展臺上的NEXO中國版

在工信部《免征車輛購置稅的新能源汽車車型目錄》(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型中的唯一一款乘用車。國內(nèi)消費(fèi)者對這款車可能還不太熟悉，實(shí)際上它是目前最暢銷的氫燃料電池車，截止2022年9月全球銷量突破了3萬輛。

NEXO中國版登上《免征車輛購置稅的新能源汽車車型目錄》

展臺中間展示了現(xiàn)代汽車最新的氫燃料電池系統(tǒng)。它看起來像個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)，實(shí)際上工作起來是與電池類似的電化學(xué)過程。這時(shí)候，普通消費(fèi)者就有點(diǎn)迷惑了，那究竟應(yīng)該從發(fā)動(dòng)機(jī)角度按排量、按馬力來評價(jià)性能呢，還是從鋰電池角度按能量密度、電池容量來評價(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(tǒng)的性能參數(shù)很多，預(yù)研階段、樣機(jī)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)車上的氫燃料電池系統(tǒng)性能差異吧，這樣比較最為客觀公正！

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

我家附近就有一個(gè)加氫站，每次跑步的時(shí)候都會路過。最近，前來加氫的氫燃料電池車越來越多，有時(shí)候竟然還要排隊(duì)加氫。看來，氫燃料電池車真的離我們越來越近了。

除了乘用車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)博會現(xiàn)代汽車集團(tuán)展臺。

你可能會好奇，氫燃料電池系統(tǒng)工作起來很溫和，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：氫燃料電池系統(tǒng)發(fā)電充給電池，通過電機(jī)來驅(qū)動(dòng)重卡。

氫燃料電池重卡的工作原理

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

長續(xù)航vs占用運(yùn)力：電動(dòng)乘用車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(yùn)力，賺錢效率又低了；電池還比較貴，初期成本高，也更難賺錢。氫燃料電池就沒有這個(gè)問題，因?yàn)闅錃獾哪芰棵芏冗h(yuǎn)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(bǔ)能速度：重卡電池容量太大，乘用車的「10分鐘充200公里」在重卡上行不通。乘用車大部分時(shí)間閑置，慢慢充電也可以；商用車不行啊，作為賺錢機(jī)器一般是兩班倒不停地開，要是充個(gè)10小時(shí)的電，相當(dāng)于運(yùn)力減一半，劃不來啊！但是氫能源電池重卡可以解決這個(gè)問題，重卡加氫也只需要8-20分鐘。

加氫速度比充電速度快很多，對重卡來說可以行駛更多距離

現(xiàn)代汽車集團(tuán)在「氫能愿景2040」中提到，將在2028年率先成為全球首個(gè)旗下所有商用車型均搭載氫燃料電池系統(tǒng)的汽車制造商。 在現(xiàn)代汽車集團(tuán)2021年的氫之日發(fā)布會中，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(rèn)為可以將它理解為商用車的滑板底盤，兩個(gè)e-Bogie承載一個(gè)集裝箱，可以實(shí)現(xiàn)蟹行模式。

e-Bogie的蟹行模式

當(dāng)然，也可以實(shí)現(xiàn)后輪轉(zhuǎn)向，這讓集裝箱的貨運(yùn)靈活性大大提高：

e-Bogie的后輪轉(zhuǎn)向

大家也注意到了，e-Bogie作為滑板底盤根本沒考慮駕駛員的位置，這是因?yàn)樗邆銵4級別的無人駕駛能力。例如下面多個(gè)e-Bogie組成的車隊(duì)跟車場景，就像多節(jié)車廂連接在一起的火車一樣。這樣行駛不僅安全，還可以減少跟行車輛的風(fēng)阻，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

e-Bogie的無人駕駛能力

此外，在氫之日發(fā)布會上，現(xiàn)代汽車集團(tuán)還展示了氫能混動(dòng)跑車概念車Vision FK、救援無人車（Rescue Drone）新型氫燃料電池概念車、移動(dòng)型加氫站（H Moving Station）、可為處于偏遠(yuǎn)崎嶇地區(qū)的車輛提供充電救援的應(yīng)急救援車（RHGV）等一系列面向未來的氫能產(chǎn)品。

現(xiàn)代汽車集團(tuán)還提出了一個(gè)偉大的目標(biāo)，到2040年，氫能將不僅適用于交通運(yùn)輸，還將更廣泛地應(yīng)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，現(xiàn)代汽車集團(tuán)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(tǒng)為基礎(chǔ)，不斷擴(kuò)展應(yīng)用場景，不僅是一個(gè)氫燃料電池車的生產(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(yīng)商。通過氫能技術(shù)的廣泛應(yīng)用，為全人類以及地球提供切實(shí)可行的可持續(xù)發(fā)展解決方案。

二、氫能進(jìn)入高速發(fā)展期

今年的進(jìn)博會上，現(xiàn)代汽車集團(tuán)為什么把重心放在了氫能上呢？答案也很簡單：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)展中長期規(guī)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，歐陽明高院士認(rèn)為氫燃料電池的市場規(guī)模將在2025-2030年飛速增長，不僅適用于長途重卡，還適用于長途客車，甚至乘用車的SUV車型 —— 單點(diǎn)突破，多點(diǎn)開花。

看到這里大家應(yīng)該會隱隱覺得，現(xiàn)代汽車集團(tuán)攜氫能來到進(jìn)博會，應(yīng)該不只是展示一下這么簡單，背后應(yīng)該有很多實(shí)際行動(dòng)了吧？

果不其然，原來現(xiàn)代汽車集團(tuán)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(dá)85億元、占地面積為20.2萬平方米的現(xiàn)代汽車集團(tuán)首個(gè)海外氫燃料電池系統(tǒng)研發(fā)、生產(chǎn)、銷售基地—— 「HTWO廣州」，即將竣工投產(chǎn)。

進(jìn)博會展臺上也展示了「HTWO廣州」的沙盤模型：

產(chǎn)品方面，除了NEXO中國版之外，現(xiàn)代汽車在商用車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(jì)劃。就在11月8日，現(xiàn)代汽車集團(tuán)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市場電動(dòng)化和智能化轉(zhuǎn)型需求，充分發(fā)揮現(xiàn)代汽車集團(tuán)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市場的發(fā)展。個(gè)人認(rèn)為，現(xiàn)代汽車集團(tuán)向中國導(dǎo)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(xiàn)代汽車集團(tuán)當(dāng)然也明白，來中國發(fā)展，就要與東道主深入合作：

投資方面：2018年與清華工業(yè)開發(fā)研究院攜手成立了目標(biāo)規(guī)模1億美元的氫能產(chǎn)業(yè)基金，專門孵化氫能產(chǎn)業(yè)優(yōu)秀創(chuàng)業(yè)公司。

交通運(yùn)輸：2022年10月，以“HTWO廣州”為依托，與廣州恒運(yùn)、廣州開發(fā)區(qū)交投集團(tuán)簽訂合作意向書，成立氫能合資公司。

無人駕駛：2022年10月，以“HTWO廣州”為依托，與廣州恒運(yùn)、廣州文遠(yuǎn)知行簽訂氫能無人駕駛合作框架協(xié)議，打造全球首個(gè)無人駕駛氫能汽車示范區(qū)，開展氫能智慧服務(wù)示范運(yùn)營等行動(dòng)持續(xù)構(gòu)建氫能生態(tài)。

總結(jié)

回到問題本身：氫能源汽車現(xiàn)在發(fā)展到什么程度了？個(gè)人認(rèn)為，雖然自誕生以來的半個(gè)多世紀(jì)發(fā)展很慢，但氫燃料電池汽車即將迎來高速發(fā)展期。

俗話說，春江水暖鴨先知。千里之外的現(xiàn)代汽車集團(tuán)都攜氫能以真金白銀來中國大舉投資了，答案還不夠明顯嗎？