編譯 ｜ 楊玉科

編輯 ｜ 李國(guó)政

出品 ｜ 幫寧工作室（gbngzs）

它時(shí)而被贊譽(yù)為“魔力”解決方案，時(shí)而被嘲笑為無(wú)法企及的“烏托邦”，時(shí)而又被擁抱為“地球保護(hù)計(jì)劃”。

它就是氫能。因排放物只有水，幾十年來(lái)，氫能一直被標(biāo)榜為近乎奇跡的燃料�？苹眯≌f(shuō)之父儒勒·凡爾納（Jules Verne）在他1874年的小說(shuō)《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(lái)源”。

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

作為一種豐富且無(wú)污染的能源，氫能被許多人認(rèn)為在交通及其他領(lǐng)域擁有誘人的潛力。經(jīng)過(guò)幾十年的試點(diǎn)項(xiàng)目和零星部署，氫能似乎接近經(jīng)濟(jì)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(shí)刻似乎終于到來(lái)。面對(duì)氣候變化這一全球性挑戰(zhàn)，以及人們對(duì)能源獨(dú)立日益強(qiáng)烈渴望的雙重刺激下，各國(guó)政府和跨國(guó)公司開(kāi)始投入數(shù)十億美元，希望開(kāi)創(chuàng)一個(gè)氫能源時(shí)代。

▍能源危機(jī)推動(dòng)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�！钡�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(guó)環(huán)保署的數(shù)據(jù)，交通運(yùn)輸業(yè)占美國(guó)溫室氣體排放的27％，比其他任何行業(yè)都多。美國(guó)對(duì)抗交通運(yùn)輸領(lǐng)域碳排放的主要努力，集中在純電動(dòng)汽車(chē)和政府支持的電動(dòng)汽車(chē)生態(tài)系統(tǒng)上。

但這也許還不夠。

安永會(huì)計(jì)師事務(wù)所（Ernst ＆ Young）全球移動(dòng)出行分析師克里斯汀·林蘭（Kristin Ringland）認(rèn)為，在有些領(lǐng)域，電池可能不是最好的選擇。

盡管目前還沒(méi)有達(dá)成共識(shí)，但越來(lái)越多的行業(yè)分析師和科學(xué)家認(rèn)為，要在2050年實(shí)現(xiàn)零排放的目標(biāo)，交通運(yùn)輸業(yè)將需要純電動(dòng)汽車(chē)和氫動(dòng)力汽車(chē)。

作為洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的項(xiàng)目經(jīng)理，羅德·伯魯普（Rod Borup）表示：“我們認(rèn)為，沒(méi)必要非此即彼，我們希望它‘共存’�！�

許多汽車(chē)行業(yè)氫能和燃料電池的努力都始于洛斯阿拉莫斯，這個(gè)實(shí)驗(yàn)室因氫彈的開(kāi)發(fā)而聲名鵲起，博魯普現(xiàn)在負(fù)責(zé)該實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)的非武器項(xiàng)目。

1973、1974年，石油輸出國(guó)組織禁止向部分國(guó)家出口石油并削減石油產(chǎn)量，美國(guó)遭受經(jīng)濟(jì)沖擊，汽油極度匱乏，對(duì)氫能的努力自此開(kāi)始。

1977年，聯(lián)邦法律設(shè)立美國(guó)能源部，部分原因就是為了應(yīng)對(duì)那次能源危機(jī)。各種不同的研究項(xiàng)目進(jìn)入了國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的權(quán)限范圍，在洛斯阿拉莫斯實(shí)驗(yàn)室，當(dāng)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(shí)驗(yàn)室。

這是一個(gè)偶然天成的時(shí)機(jī)。美國(guó)能源部對(duì)太陽(yáng)能、風(fēng)能、先進(jìn)電池和燃料電池進(jìn)行了研究。雖然花了幾十年的精力，但換來(lái)了這些技術(shù)的成熟。現(xiàn)年76歲的麥考密克說(shuō)：“所有這些都是從上世紀(jì)70年代就開(kāi)始啟動(dòng)了。如果不是石油禁運(yùn)，這些研究可能不會(huì)開(kāi)展。”

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

他的工作開(kāi)始生根發(fā)芽。2021年6月，通用汽車(chē)啟動(dòng)了一項(xiàng)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(gè)完整的純電動(dòng)乘用車(chē)和商用車(chē)系列。同時(shí)這筆資金還支持通用Hydrotec系統(tǒng)用于卡車(chē)、火車(chē)和飛機(jī)的燃料電池的開(kāi)發(fā)。

▍從卡車(chē)開(kāi)始

行業(yè)專(zhuān)家認(rèn)為，鐵路和航運(yùn)是氫燃料電池的最佳選擇，但在地面交通中，氫能適合哪個(gè)領(lǐng)域還不太確定。

預(yù)計(jì)長(zhǎng)途卡車(chē)運(yùn)輸具有潛力。根據(jù)美國(guó)環(huán)保署的數(shù)據(jù)，中型和重型卡車(chē)消耗了美國(guó)26％的運(yùn)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(shì)。氫能的燃料補(bǔ)充時(shí)間短，而且相對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)，其自體重量要小。

重型電池會(huì)消耗有效載荷，這對(duì)長(zhǎng)途卡車(chē)運(yùn)輸來(lái)說(shuō)是一個(gè)問(wèn)題，因?yàn)檫@會(huì)降低利潤(rùn)。北美貨運(yùn)效率委員會(huì)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(chē)可以裝載約3．8萬(wàn)磅貨物，而一輛純電動(dòng)卡車(chē)只能裝載3．3萬(wàn)磅貨物。

盡管燃料電池卡車(chē)比傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)卡車(chē)重，聯(lián)邦政府對(duì)零排放卡車(chē)的載重限額為2000磅，這使得燃料電池卡車(chē)的載重能力與柴油卡車(chē)相當(dāng)。

就總成本而言，燃料電池供應(yīng)商Ballard估計(jì)，在區(qū)域運(yùn)輸場(chǎng)景下，電池電動(dòng)卡車(chē)的總成本將為434381美元，一輛類(lèi)似的燃料電池卡車(chē)售價(jià)為414367美元，柴油卡車(chē)的價(jià)格與后者相當(dāng)。

2021年9月，美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室的一項(xiàng)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(diǎn)。研究表明，在特定的商業(yè)場(chǎng)景和路線距離下，兩種動(dòng)力系統(tǒng)都可能具有成本優(yōu)勢(shì)。

燃料價(jià)格是一個(gè)很大的變數(shù)�？偟膩�(lái)說(shuō)，該實(shí)驗(yàn)室的研究人員表示，在較短里程情況下，電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)可能是最好的。報(bào)告稱(chēng)，到2025年，這兩種技術(shù)最就可以在成本上與柴油卡車(chē)競(jìng)爭(zhēng)。

現(xiàn)代汽車(chē)集團(tuán)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(yàn)之談是，現(xiàn)在的柴油領(lǐng)域，將來(lái)會(huì)看到氫燃料電池；現(xiàn)在的汽油領(lǐng)域，將來(lái)會(huì)看到電動(dòng)電池�！�

并非所有人都信服。當(dāng)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(chē)初創(chuàng)公司Harbinger時(shí)，他選擇從零開(kāi)始生產(chǎn)一輛專(zhuān)用汽車(chē)。但他很快就對(duì)氫能這個(gè)潛在的選擇失去了興趣。

“當(dāng)實(shí)際觀察這兩種解決方案的成熟度時(shí)，我們看到了一個(gè)數(shù)量級(jí)的差異，”哈里斯說(shuō)，“在過(guò)去的兩年里，我們可以很輕松地建造一個(gè)電動(dòng)平臺(tái)。但如果換作氫燃料汽車(chē)，我們要做到這個(gè)水平，差得還很遠(yuǎn)�！�