自18世纪60年代欧洲开始工业革命以来，化石燃料（原煤、原油和天然气）就成为人类主要利用的一次能源。但是，随着消费量逐年增高，其造成的环境污染以及全球气候暖等问题日益严重。尽管这种现实目前还无法改变，但清洁能源正在快速增长取代化石燃料，我们也即将迎来氢能时代。
图为丰田美国公司为参加ISO/TC197年会的代表试驾
提供的三辆“未来”氢燃料电池车。（毛宗强摄）
日前，清华大学核能与新能源技术研究院教授、国际氢能协会副主席毛宗强受邀赴美参加了国际标准化组织氢能技术委员会（ISO/TC 197）2015年会，并在美国加州实地考察了氢燃料电池车的发展现状。以下节选自《中国能源报》对毛宗强教授进行的相关专访：
毛宗强：这次去美国参加ISO/TC 197的年会，同时考察了美国加氢站的建设。美国在氢能源应用上发展很快，特别是加州氢燃料电池车的发展是全美最好的。在这次考察中，我自己驾驶了氢燃料电池车，同时还参观了5座加氢站，并体验了全自助式加氢过程，感触很深。
这不是我第一次尝试驾驶氢能汽车了，感觉很不错。在加氢站里只需要3分钟就可以充满气罐，加满气后汽车可以行驶700公里，时速最高可达180公里/小时。考察过程中， 我们还结识的几位开氢燃料电池车的美国朋友，即使上了年纪的老人也觉得自己开车到加氢站独立加氢操作很便捷。
在美国加州，一般用户基本都以租赁的形式使用氢燃料电池车。以丰田燃料电池车为例，其租赁价格为500美元/月，其中包括燃料和维修费用。如果要买一辆新车则需要约5.7万美元（无补贴），美国政府还可退税1.4万美元。汽车经销商提供3年的燃料费。所以目前阶段加氢都是免费的。加州计划到2018年实现氢燃料电池车保有量突破1万辆，到2020年突破2万辆。
加州目前有10座向公众开放的加氢站，政府对此支持力度很大，预计到2016年底要完成50座新站建设。这种支持不仅体现在资金上，还涉及土地使用、能源安全等问题的指导意见。未来新建的加氢站都会与加油站、加天然气站“捆绑”在一起。
图为美国加州旧金山West Sacramento 加氢站，无人值守，用户自己加氢，与其相邻的是壳牌加油站。加氢站与加油站建在一起，相隔10余米。（毛宗强摄）
毛宗强：国际上对氢燃料电池车发展比较重视的国家有日本、美国、德国和韩国。其中在氢能源应用方面最积极的是日本。可以说，丰田、本田、通用、奔驰都是世界上领先的制造氢燃料电池车的公司。目前，我国氢燃料电池车和加氢站和这些国家的差距比较大，一方面是数量，另一方面是技术。
从氢燃料电池车来看，国际上已进入商业化前沿，日本最大汽车制造商丰田在2014年底宣布氢燃料电池车“未来”商业化、本田宣布2015年3月实现量产旗下氢燃料电池车。奔驰和通用也计划在2017年实现产业化。韩国现代通过赠送和试驾的方式已将氢燃料电池车推向北美、北欧市场。反观我国，在燃料电池的研究方面起步很早，2000年前后已经取得了一定成果，但是国内汽车制造企业没有积极性，在国家支持下只有上汽在做相关工作。
从加氢站建设来看，上述国家正在大力扩建规模。除美国以外，德国计划2023年完成建设400座加氢站；日本在东京、名古屋、大阪和福冈四大城市市区和高速公路建设100座加氢站，韩国也拟建50个加氢站。而我国在2008年北京奥运会和2010年上海世博会期间共建了3座加氢站，目前广东佛山正在建设第4座。
在技术方面，国外氢燃料电池乘用车必须能保障5000个工作小时，按美国行业标准每小时至少行驶30英里（约48公里），商用车（巴士）则要保障1.8万个工作小时，目前，有的燃料电池商用车已经超过2万个工作小时。而国产氢燃料电池乘用车工作时限仅有2000个小时左右，之后就必须要更换电池。对于氢燃料电池车来说，更换电池就意味着要换新车。
图为毛宗强在洛杉矶Torrance壳牌加氢站亲自为友人的氢燃料电池车加氢（毛宗强提供）
毛宗强：首先，我国氢气产量位居全球第一，2012年氢气产量达到1600万吨。第二，现在的氢可以从风电、太阳能发电来，是真正的清洁能源和可再生能源。第三，氢气价格具有竞争力，1公斤氢气相当于1美国加仑汽油，但氢气可比汽油环保多了。
现在国外的氢燃料电池车是以乘用车为发展主流，然而这种发展模式并不适合我国的实际。在中国更适合开发氢燃料电池商用车，也就是氢燃料电池巴士，一方面是技术门槛相对较低，另一方面是公共交通的平均成本低，还能起到良好的社会推广效果。
早在2004年，我国就有氢燃料电池大巴的第一个示范项目，2008年奥运会期间又有3辆示范车，2010年上海世博会又有6辆示范车，遗憾的是至今还没有样车下线。将氢燃料电池应用到公共交通上不仅顺应中国国情，也是地方政府所希望的。广东省云浮市和佛山市，正在与国外公司合作引进生产线，预期达到300辆大巴的规模。
另一方面，区别于地铁的城市轻轨领域， 2013年1月西南交大建成我国首台新能源燃料电池轻轨机车，2015年3月世界首列氢能源有轨电车在青岛南车四方竣工下线，2016年将生产至少10辆，遗憾的是其燃料电池的核心组件还需要进口。
要让氢燃料电池车完全替代现有车型，实现利用氢能的“深绿”阶段，目前来看为时尚早。我们可以先发展轻轨、氢燃料电池大巴等专用车辆，在发展的过程中，逐渐完善加氢站等基础设施，待产业发展到一定阶段，再来发展燃料电池乘用车。此外，氢能利用也不能只着眼于氢燃料电池车，还要推广混氢的利用方式，在容易商业化的“浅绿”阶段加大拓展力度。
研究显示，在天然气里掺加大概20%左右的氢气，制成混氢天然气（HCNG），替代现有的天然气汽车，环保作用非常明显。而且，虽然氢气的热值只有天然气的1/3，但在天然气中掺加了一定比例的氢气后却能够实现同等热值基础上气耗不增。这表明，HCNG不仅能够代替交通领域20%的天然气，而且有效提升了掺在天然气中氢气的价值。同时，HCNG也可用作工业或民用燃料，这样既能解决天然气短缺问题，也没有影响价格上涨。
来源：氢能源燃料电池电动汽车
