中國儲能網(wǎng)訊：豐田的廣瀨勝彥教授說，氫燃料電池汽車終將比汽油動力汽車便宜，在世界各地為零排放運輸敞開大門。
幾十年來，氫燃料電池一直被人們所忽略，但是，它們己經(jīng)悄悄進入了自己的角色，漸入佳境。豐田要告訴我們?nèi)剂想姵乜梢詫崿F(xiàn)卡羅拉成本，也就是中國人常說的白菜價。
特斯拉的埃隆馬斯克經(jīng)常對燃料電池肆無忌憚地妄加指責，嘲諷之為“令人難以置信的愚蠢”，和“傻瓜細胞” ，與電池路線支持者搖旗吶喊產(chǎn)生共鳴。
新能源圣戰(zhàn)的另外一側(cè)表現(xiàn)則比較安靜，為了了解燃料電池如何成為白菜價，筆者專門采訪了豐田燃料電池項目的核心人物之一——廣瀨勝彥（Katsuhiko Hirose）教授，他一直負責豐田的燃料電池系統(tǒng)開發(fā)，他解釋了為什么馬斯克理如此害怕燃料電池：氫燃料電池汽車終將比汽油動力汽車便宜，在世界各地為零排放運輸敞開大門，而不僅僅是在能夠負擔依賴稀缺的自然資源和政府支持的電動汽車的富裕地區(qū)。
現(xiàn)在加氫站太少，而且這種稀缺性讓對燃料電池汽車未來持懷疑態(tài)度的人大放厥詞。一位年輕的物理學家Hirose，他在核聚變工程中曾開發(fā)了早期的數(shù)字引擎控制器單元。這個控制器可以說是天上掉下了一個大餡餅，成就了混合動力的豐田普銳斯。
當豐田開始研究氫燃料電池時，Hirose加入了團隊。Hirose還清楚地記得，作為一名科學家，他明確指出氫氣需要依靠能量產(chǎn)生能量。當時他質(zhì)疑氫氣從哪里來，以及儲存在什么地方。因為，當時并沒有合適安全的大型存儲系統(tǒng)。
那時是2003年，Hirose的老板Mitsuhisa Kato告訴他“現(xiàn)在是加入敵對陣營的時候了”，從混合動力轉(zhuǎn)向氫氣研究。Hirose被任命為豐田燃料電池系統(tǒng)開發(fā)總經(jīng)理，他不得不努力消除自己的疑慮。當然，他并不是唯一的懷疑者。
三年后，在2006年，德國科學家Ulf Bossel撰寫了一篇論文，基本上聲稱用電制氫是浪費能源。
Bossel認為，將相同數(shù)量的能量存儲在電池中，而不是將其轉(zhuǎn)化為氫氣以便存儲和以后使用，會更有效。相信幾十年后，電池行業(yè)的極端者仍然將把這一理論視為寶典。 直到今天，博塞爾的電熨斗理論仍然是純電池原理的思想基礎(chǔ)。
Hirose認為，Bossel在他的分析中犯了一個根本性的錯誤。Bossel假設(shè)氫氣將利用現(xiàn)有電力產(chǎn)生?！叭绻瘘c是電力已經(jīng)在那里，如果你用現(xiàn)有的電力用電解水制氫，那么是的，你會失去30％的能量，”Hirose提醒說?！暗侨藗兺浟?，當用天然氣或煤炭制造電力時，60％到70％的能量都會損失掉。如果直接從天然氣甚至煤中產(chǎn)生氫氣，它們將不會損失60％或70％的能量。這一切都取決于你從哪里開始?！?
今天的大部分氫不是通過電解水制成的，而是通過重整天然氣，甚至是煤。奇怪的是，Bossel并沒有像他自己承認的那樣“考慮這個選擇，因為氫氣完全可以以相對較低的成本進行化學合成。”
反燃料電池技術(shù)的另一個支柱是 “當儲存液態(tài)氫時，出于安全原因必須允許一些氣體蒸發(fā)，這意味著在兩周后，即使沒有被驅(qū)動使用，汽車也會失去一半的燃料?！斑@意味著我們讓一半的氫氣在還沒有為車輛提供動力之前蒸發(fā)消失了?！边@里有點牛頭不對馬嘴，我們討論的是氫氣，而博塞爾談論的是液氫。
汽車制造商早就放棄了在乘用車上使用液氫的想法，因為如此之小的儲氫罐無法保持液氫在－253°C以下，其中一半的確可能在兩周內(nèi)蒸發(fā)。
燃料電池汽車中使用的氫氣是加壓的，而不是液體，它不會逸出。然而，如果氫氣想從現(xiàn)在的儲氫罐中逃脫可能至少需要13年時間。
另一方面，大規(guī)模儲存氫采用液態(tài)儲氫確實是非常實用的，在日本的種子島空間站，足夠的液態(tài)氫為多個火箭發(fā)射提供動力儲存數(shù)月，蒸發(fā)量小于1％。即便是少量的增發(fā)也可以不浪費用于發(fā)電或其他應用。
電池的重量一直是電池無法逃避的短板。重量是里程的大敵，通過增加電池來提高續(xù)航，讓越來越多的能量被電池重量所抵消和浪費。電動重型卡車的失敗嘗試就充分證明了這一點。
40噸電池動力卡車，500公里續(xù)航需要8噸電池。這個數(shù)字確實有點荒謬，你想要運輸?shù)氖秦浳?，而不是一個巨大的電池。而燃料電池組卻更輕，更易于操作。氫燃料電池動力傳動系統(tǒng)的重量可與柴油發(fā)動機相媲美，豐田的專家甚至說，可以更輕。而單位重量氫氣的能量是柴油燃料的三倍。
自Ulf Bossel寫論文以來，時代和技術(shù)發(fā)生了變化，他自己早已不做純粹的電池信仰的傳教士。Ulf Bossel現(xiàn)在是瑞士Almus AG的所有者，該公司出售UBOCELL，一種將燃料轉(zhuǎn)化為電能的小型SOFC燃料電池。
到目前為止，燃料電池對電池陣營的最大威脅一直保持不變，燃料電池車將很快比豐田自己的混合動力汽車便宜，而且有一天它們可能比普通汽車便宜。雖然我們提及燃料電池汽車非常昂貴，那是因為它們使用了大量的鉑金。
Hirose說：“當?shù)谝慌剂想姵剀嚭馁Y一百萬美元時，我們就使用了100克鉑金。你要花3000美元購買?，F(xiàn)在我們用量......“他停頓了一下?！耙呀?jīng)很少了，甚至可以不使用?！彪S著鉑在豐田的燃料電池組的影響不斷減少，Hirose透露它現(xiàn)在的用量與柴油車催化轉(zhuǎn)換器的鉑金相當，MIRAI大約使用10克白金。
雖然事實如此，人們?nèi)匀涣晳T認為燃料電池使用了大量昂貴的貴金屬?！癏irose說?！叭剂想姵囟阎凶畎嘿F的東西是0.01毫米的薄膜。電堆的其余部分非常便宜。實際上，燃料電池最昂貴的部分就是工藝，它是單一零件重復堆疊的制造，成本并不進入它的材料?！?
這使得燃料電池相對于電池具有巨大的成本優(yōu)勢。70％的電池成本是在原材料中，原材料的價格通常不會隨著需求的增加而迅速下降。電池也沒有逃脫政治的捆綁。
電池的一個關(guān)鍵成分是鈷(Cobalt)，世界上66％的供應來自剛果民主共和國，該地區(qū)人權(quán)狀況欠佳。原始設(shè)備制造商急于獲得供應，鈷的價格一路飆升。
但“全球都在狂熱地爭奪和提取金屬鋰來供應鋰電池”，相比之下，只要世界上有水，就有取之不盡的氫氣。
由于70％的電池成本與原材料相關(guān)，因此成本優(yōu)化必須集中在剩余的30％，并且電池產(chǎn)能已經(jīng)足夠大了，但是電池成本并沒有下降很多？“由于產(chǎn)能過剩，電池成本大幅下降，”Hirose說。
電池是一種商品，如果有人以低于10％的價格出售它們，他們就能獲得銷售，而且這樣做的結(jié)果是銷售價格會越來越低。
世界各地建造的巨大電池廠需要巨大的前期投資，技術(shù)進步幾乎沒有時間來收回CAPEX。
豐田公司的電池合作伙伴松下寫道，兩年內(nèi)虧損70億美元，主要是因為過時的電池廠的拖累，全球又有多少電池廠被套上了這個緊箍咒呢？
松下制造的電池由特斯拉轉(zhuǎn)而成為內(nèi)華達Gigafactory的電池模塊。松下公司總裁Kazuhiro Tsuga最近告訴彭博社，松下與特斯拉仍在虧錢 ，只能稱之為有望改變。
與此同時，松下為特斯拉制造的18650和2170電池已經(jīng)過時，當豐田和松下宣布聯(lián)盟首先制造棱柱形電池，接下去是固態(tài)時，Tsuga公開希望技術(shù)不會進展太快，如果突然轉(zhuǎn)向固態(tài)電池，現(xiàn)在的投資就又要被打水漂了。
與電池相比，燃料電池仍處于規(guī)模的早期階段，豐田6萬美元的Mirai燃料電池汽車只生產(chǎn)了約3,000輛，但它“正在建造一座新工廠，到2020年將產(chǎn)量提高到每年30,000輛”。
最重要的是，豐田將其燃料電池技術(shù)應用于卡車，公共汽車以及非機動性之外的許多應用，規(guī)模的擴大，已經(jīng)使豐田擁有世界上成本最低的燃料電池了。
到2025年，豐田計劃將使燃料電池汽車的價格與現(xiàn)在混合動力汽車的水平相當，但就個人而言，Hirose對這個目標并不十分滿意。
“為了進入替代燃料世界，我們需要提供比傳統(tǒng)汽車更便宜的燃料電池?！斑@是我個人的目標。我認為可以做到。
這個目標聽起來有點高不可攀，即使電池永遠是新能源統(tǒng)的頭條新聞，但根據(jù)行業(yè)標準燃料電池行業(yè)評論的共同作者，燃料電池工程師Matthew Klippenstein說法，豐田對燃料電池成本的樂觀情緒在行業(yè)中悄然分享和走俏。隨著燃料電池的生產(chǎn)規(guī)模擴大，其成本將直線下降。
Hirose認為燃料電池汽車的成本會低于卡羅拉，這取決于對真正可持續(xù)交通的認真程度和決心。豐田的努力微不足道，如果有全社會的參與，那就完全有可能。Hirose現(xiàn)年63歲，他相信他的有生之年能看到它實現(xiàn)的那一天。
關(guān)于電池和燃料電池堆之間細微差別的爭論還沒有結(jié)束，只要工廠必須攤銷，它就會肆虐，只要有政府資金，沒有人愿意與另一個陣營分享。
雖然電池電量成為所有頭條新聞關(guān)注的話題，但全球?qū)涞闹С终谠鲩L。在達沃斯舉行的2017年世界經(jīng)濟論壇期間，成立了一個氫能委員會，其中包括53家能源、運輸和工業(yè)公司，Hirose作為豐田在論壇的發(fā)言人。
到2025年，中國宣布了350個加氫站的計劃。到那時，德國希望擁有400個加氫站。日本將世界第三大經(jīng)濟體重新投入燃料電池，并宣布在2030年到2050年之間計劃將該島國變?yōu)椤皻渖鐣?。日本首都東京都希望氫氣更加普遍，并計劃到2020年奧運會實現(xiàn)氫氣社會。
廣瀨是一個直言不諱的人，他并不像他承認的那樣“喜歡氫社會這個詞”。氫社會并不意味著我們完全豪賭氫能源。相反，我們應該為可持續(xù)發(fā)展的社會提供一系列解決方案。
當然，政府可以激勵，但從長遠來看，我們需要提供客戶喜歡選擇的東西。這與電池與燃料電池無關(guān)。它涉及可持續(xù)、運輸和客戶的選擇。
“建設(shè)一個可持續(xù)發(fā)展的社會是一項繁重的工作，”Hirose說道，“但如果我們推遲就全球變暖等問題作出決定，我們就可能偷拿走了我們后代的未來。
