高大上的燃料电池，推广的壁垒在何方？

丰田已于 12 月 15 日在日本上市燃料电池车 Mirai ，但由于高压储氢罐技术并未革新，以及加氢站建设在成本方面遭遇的桎梏，使得该车型要普及开来，可谓难上加难。

普及燃料电池车（FCV）需要解决哪些课题呢？

                丰田氢燃料电池汽车 Mirai

丰田将于 2014 年 12 月 15 日上市 FCV「MIRAI」 。本田也计划 2015 年度上市 FCV。日本厂商带头走进「氢社会」新时代，可谓是划时代的成就。然而，FCV 的普及还存在价格和基础设施的建设课题。MIRAI 价格高达 723 万日元（含税），虽然可以使用补贴，加氢站的建设也迟迟未取得进展。

在这种情况下，汽车厂商又发现，还有一种令人意外的部件或许会阻碍 FCV 的普及。这就是储存 FCV 的能源氢的高压氢燃料罐。

高压罐未实现革新

  高压储氢罐

燃料电池系统的主角是使氢和氧发生化学反应来发来的电池组（Stack）。电池组会影响 FCV 的性能和成本，因此一直被称为燃料电池系统的心脏部分。

丰田对电池组反复进行了改良，与 2008 年的试制车相比，将输出密度提高至 2 倍以上，成功实现了小型化。昂贵的铂催化剂的用量也大幅减少。

然而，高压罐却一直未能大幅实现小型化。虽然通过减薄包覆高压罐的碳纤维削减了成本，但由于里面装的是高达 700 大气压的高压燃气，「圆柱形的形状和尺寸基本都未能改变」（丰田技术人员）。

这变成了 FCV 设计上的障碍。MIRAI 将两个高压罐分别配备在后座下方和后备箱下方。由于占的空间比较大，所以 MIRAI 未能实现 5 座的设计。

如果能实现像油箱那样扁平的形状等，车辆的设计自由度就会提高。但高压罐无法实现这种形状。比如，内外的压力都非常高、需要具备高度安全性的飞机和火箭最后都是做成圆柱形的。丰田的技术人员叹息说，「对此找不到革新性技术」。混合动力车未采用专用底盘，而是使用与普通汽油车相同的底盘降低了成本。而 FCV 由于高压罐的尺寸和形状问题，很难共享底盘。

降低氢基础设施成本的方法

高压罐还阻碍了基础设施的建设。加油站大约需要 1 亿日元就能建成，而加氢站的建设成本需要 4 亿～5 亿日元。由于日本的安全标准比较严格等原因，必须设置支持高压氢的特殊设备。投资回收困难大，这是基础设施建设未取得进展的主要原因。

对此，罗兰贝格公司总监（ Principal ）远山浩二建议「将压力降到 350 气压左右」，也就是将压力降到一半，所有设备的负担都会减轻，从而能削减建设成本。远山认为，「有望以 1 亿日元以下的费用建设加氢站」。

FCV 在开发之初使用过 350 气压的高压罐。后来为延长续航距离，将压力提高到了 700 气压。虽然也可以放弃采用最尖端技术的 FCV 的先进形象，降低技术难度，优先普及。将压力降到 350 气压的话，高压罐的体积也能缩小。这个提案可谓是一个注重实用性的方案。

 

德国大众集团提出了比较现实的方案。即设计成不只以氢为能源的「完美 FCV 」。 2014 年 11 月，德国奥迪在美国洛杉矶车展上发布了 FCV 。该车削减了高压罐的体积，续航距离缩短，但能利用外部电源为蓄电池充电，是一款插电式混合动力车。

奥迪推进了与汽油车等多种驱动系统共享底盘的战略，目的是尽量减小配备高压罐的制约。没有加氢站的话，就寻找充电桩。这样还可以应对氢基础设施短缺的问题。

燃料电池巴士也将更容易普及。巴士与汽车相比，车辆体积大，配备方面受到的限制比较小，因此容易配备大型高压罐。这样的话，应该可以开辟一条新的道路，即通过在 350 气压标准的加氢站充氢来降低整体的成本。

非终极环保的氢社会

氢的制法也存在课题。利用化石燃料制氢时，制造过程中会排放二氧化碳。据日本汽车研究所调查，包括制氢时等在内，FCV 的二氧化碳排放量虽然低于混合动力车，但跟纯电动车基本相同。

将来应该采用的方法是，利用光伏发电和风力发电等可再生能源的电力电解水来制造氢。德国打算利用该国扩大了导入量的可再生能源电力来构筑氢社会。

汽车厂商难以单枪匹马解决阻碍 FCV 普及的价格和氢供应等课题。现在正与能源公司等不同行业的企业合作，在全局战略中思考整体的最佳方案，找出现实的普及策略。

（文章转载自 日经技术在线 ）