編譯 ｜ 楊玉科

編輯 ｜ 李國政

出品 ｜ 幫寧工作室（gbngzs）

它時而被贊譽為“魔力”解決方案，時而被嘲笑為無法企及的“烏托邦”，時而又被擁抱為“地球保護計劃”。

它就是氫能。因排放物只有水，幾十年來，氫能一直被標榜為近乎奇跡的燃料�？苹眯≌f之父儒勒·凡爾納（Jules Verne）在他1874年的小說《神秘島》中描述道，有朝一日“水將被用作燃料”，氫和氧將“提供取之不竭的熱和光來源”。

近150年后的今天，氫能的應(yīng)用不再局限于科幻小說中。不過，盡管氫能的生產(chǎn)過程涉及的化學(xué)反應(yīng)很簡單，但它能否成為改變社會的能源仍是未知數(shù)。

作為一種豐富且無污染的能源，氫能被許多人認為在交通及其他領(lǐng)域擁有誘人的潛力。經(jīng)過幾十年的試點項目和零星部署，氫能似乎接近經(jīng)濟可行性和廣泛使用的邊緣。

如今，由于氣候變化和地緣政治不穩(wěn)定，氫能的高光時刻似乎終于到來。面對氣候變化這一全球性挑戰(zhàn)，以及人們對能源獨立日益強烈渴望的雙重刺激下，各國政府和跨國公司開始投入數(shù)十億美元，希望開創(chuàng)一個氫能源時代。

▍能源危機推動氫能研究

博世燃料電池工程經(jīng)理馬特·所林頓（Matt Thorington）表示：“終于要發(fā)生了。”到2030年，博世將在氫能生產(chǎn)技術(shù)上投資至多5．91億美元。

根據(jù)美國環(huán)保署的數(shù)據(jù)，交通運輸業(yè)占美國溫室氣體排放的27％，比其他任何行業(yè)都多。美國對抗交通運輸領(lǐng)域碳排放的主要努力，集中在純電動汽車和政府支持的電動汽車生態(tài)系統(tǒng)上。

但這也許還不夠。

安永會計師事務(wù)所（Ernst ＆ Young）全球移動出行分析師克里斯汀·林蘭（Kristin Ringland）認為，在有些領(lǐng)域，電池可能不是最好的選擇。

盡管目前還沒有達成共識，但越來越多的行業(yè)分析師和科學(xué)家認為，要在2050年實現(xiàn)零排放的目標，交通運輸業(yè)將需要純電動汽車和氫動力汽車。

作為洛斯阿拉莫斯國家實驗室的項目經(jīng)理，羅德·伯魯普（Rod Borup）表示：“我們認為，沒必要非此即彼，我們希望它‘共存’。”

許多汽車行業(yè)氫能和燃料電池的努力都始于洛斯阿拉莫斯，這個實驗室因氫彈的開發(fā)而聲名鵲起，博魯普現(xiàn)在負責該實驗室運行時間最長的非武器項目。

1973、1974年，石油輸出國組織禁止向部分國家出口石油并削減石油產(chǎn)量，美國遭受經(jīng)濟沖擊，汽油極度匱乏，對氫能的努力自此開始。

1977年，聯(lián)邦法律設(shè)立美國能源部，部分原因就是為了應(yīng)對那次能源危機。各種不同的研究項目進入了國家實驗室的權(quán)限范圍，在洛斯阿拉莫斯實驗室，當年從亞利桑那大學(xué)畢業(yè)3年的年輕科學(xué)家拜倫·麥考密克（Byron McCormick）建立了氫能和燃料電池技術(shù)實驗室。

這是一個偶然天成的時機。美國能源部對太陽能、風能、先進電池和燃料電池進行了研究。雖然花了幾十年的精力，但換來了這些技術(shù)的成熟�，F(xiàn)年76歲的麥考密克說：“所有這些都是從上世紀70年代就開始啟動了。如果不是石油禁運，這些研究可能不會開展�！�

麥考密克后來成為通用汽車的高管，在那里建立了通用汽車的全球替代驅(qū)動中心（Global Alternative Propulsion Center），專注于氫能和燃料電池技術(shù)，直到2009年退休。

他的工作開始生根發(fā)芽。2021年6月，通用汽車啟動了一項350億美元的投資，反映了雙重碳減排戰(zhàn)略。該公司正在推出一個完整的純電動乘用車和商用車系列。同時這筆資金還支持通用Hydrotec系統(tǒng)用于卡車、火車和飛機的燃料電池的開發(fā)。

▍從卡車開始

行業(yè)專家認為，鐵路和航運是氫燃料電池的最佳選擇，但在地面交通中，氫能適合哪個領(lǐng)域還不太確定。

預(yù)計長途卡車運輸具有潛力。根據(jù)美國環(huán)保署的數(shù)據(jù)，中型和重型卡車消耗了美國26％的運輸燃料。在燃料電池領(lǐng)域，氫能提供的能量密度具有優(yōu)勢。氫能的燃料補充時間短，而且相對于電動汽車，其自體重量要小。

重型電池會消耗有效載荷，這對長途卡車運輸來說是一個問題，因為這會降低利潤。北美貨運效率委員會執(zhí)行董事邁克爾·羅斯（Michael Roeth）表示，由于重量差異，在350英里的里程中，一輛燃料電池卡車可以裝載約3．8萬磅貨物，而一輛純電動卡車只能裝載3．3萬磅貨物。

盡管燃料電池卡車比傳統(tǒng)的內(nèi)燃機卡車重，聯(lián)邦政府對零排放卡車的載重限額為2000磅，這使得燃料電池卡車的載重能力與柴油卡車相當。

就總成本而言，燃料電池供應(yīng)商Ballard估計，在區(qū)域運輸場景下，電池電動卡車的總成本將為434381美元，一輛類似的燃料電池卡車售價為414367美元，柴油卡車的價格與后者相當。

2021年9月，美國國家可再生能源實驗室的一項分析給出了喜憂參半的結(jié)果，它支持了“兩種技術(shù)都有發(fā)展空間”的觀點。研究表明，在特定的商業(yè)場景和路線距離下，兩種動力系統(tǒng)都可能具有成本優(yōu)勢。

燃料價格是一個很大的變數(shù)。總的來說，該實驗室的研究人員表示，在較短里程情況下，電動動力系統(tǒng)可能是最好的。報告稱，到2025年，這兩種技術(shù)最就可以在成本上與柴油卡車競爭。

現(xiàn)代汽車集團支持的新墨西哥州氫燃料初創(chuàng)公司Pajarito Powder，其聯(lián)合創(chuàng)始人湯姆·斯蒂芬森（Tom Stephenson）表示：“經(jīng)驗之談是，現(xiàn)在的柴油領(lǐng)域，將來會看到氫燃料電池；現(xiàn)在的汽油領(lǐng)域，將來會看到電動電池�！�

并非所有人都信服。當約翰·亨利·哈里斯（John Henry Harris）在2021年7月聯(lián)合創(chuàng)立中型卡車初創(chuàng)公司Harbinger時，他選擇從零開始生產(chǎn)一輛專用汽車。但他很快就對氫能這個潛在的選擇失去了興趣。

“當實際觀察這兩種解決方案的成熟度時，我們看到了一個數(shù)量級的差異，”哈里斯說，“在過去的兩年里，我們可以很輕松地建造一個電動平臺。但如果換作氫燃料汽車，我們要做到這個水平，差得還很遠�！�