燃料动力电池或是美丽的“谎言”？

最近，一则燃料动力锂电池汽车消息引起了大家关注。据外电报道，丰田汽车日前表示，其氢燃料动力锂电池系统单价将从当前原型的百万美元级别削减至约5万美元，首款丰田氢燃料动力锂电池车将在2015年前后上市。

大家对FCV如此关注，应用前景迷人是重要原因之一。一位业内专家说：“到目前为止，还没有哪一项能源生成技术像燃料动力锂电池那样将诸多优点集于一身。”人们憧憬未来美好生活，今后在城市中，不再被汽车尾气困扰。

燃料动力锂电池将化学能直接转换为电能，具有较高的能效，不会因为燃烧出现大量废气与废热，能量转换率约为传统内燃机的3倍以上。目前，直接使用氢气的系统效率超过50%，假如将燃料动力锂电池排放的废热加以回收利用，能量利用率超过85%，传统内燃机的热效率大约为20%~30%。

燃料动力锂电池具有环境亲和性。部分燃料动力锂电池会排放二氧化碳，但远低于燃烧汽油的排放量(约为其1/6)。氢燃料动力锂电池的排放只有水，真正做到了无污染。

人们对新能源汽车的续驶里程极为关注，纯电动汽车在这方面广受诟病。FCV不存在这个问题，国外相关机构研究表明，一加仑汽油与一公斤氢气行驶里程相当。

丰田将上市的FCV为4座轿车，价格约为7万美元，日本政府补贴2万美元后价格降至约5万美元（约合人民币30.91万元）；丰田的FCV充一次氢可行驶约700km（JC08模式）；使用了可令粒径为数μm的铂类催化剂在不凝结状态下涂布的电极形成技术，为提高输出功率密度作出了巨大贡献，等等。丰田研发的FCV技术进步确实不小。

燃料动力锂电池汽车的应用前景迷人，丰田又拿出了具有推广价值的车型，似乎，FCV的道路变得平坦了。事实上并非如此，燃料动力锂电池或是美丽的“谎言”。

笔者一直与燃料动力锂电池圈的数位研究人员长时期接触，了解到燃料动力锂电池汽车的难点重要在5个方面：催化剂、膜、储氢、系统复杂性和制氢。前面4个与FCV本身有关系，制氢牵扯到配套供应体系。

FCV的催化剂要用贵金属铂制造。资料显示，铂金在世界市场上售价为每盎司(约28克)1,380美元，这使得以往几家汽车公司拿出来做实验的FCV高达百万美元。丰田采用镀层技术，把铂的用量降到100克，技术进步很明显。但是，一位业内专家说，铂金的储量非常少，全部供给汽车业使用可能都不够。

全球汽车保有量已经超过10亿辆，即使按照丰田的说法，未来达到一辆车使用20克，意味着要铂金2万吨。资料显示，世界铂族元素矿产资源总储量约为3.1万吨，其中，铂金总储量约为1.4万吨。很显然，燃料动力锂电池汽车必须摆脱对铂金的依赖，才有广阔的发展空间。另外，随着铂金用量不断新增，价格直线上涨，一位业内人士说，近5年来，铂金价格上涨了近5倍，研发人员在FCV上降低成本的努力在某种程度上被价格上涨抵消了。

那则消息没有提到膜、储氢和系统复杂性，既然丰田将于2015年推出FCV，相信这几个问题，他们已经解决了。但是，有一个问题绕不过去，就像我们使用传统汽车必须加注燃油相同，FCV的氢气从何处来？

FCV对氢气的纯度要求较高，假如氢气纯度不高，铂催化剂会中毒。专家指出，氢气纯度一般要求达到99.99%，有些要求达到99.9999%。一般工业制氢纯度为99%，每提高一个数量级，成本新增很多。

目前，FCV使用的氢气重要来源于化工副产品和天然气重整。

先来说化工副产品制氢，既然这些氢气是化工副产品得来，那么其成本大部分被主产品承担了，当然价格比较便宜，人们使用FCV加注氢气的成本就不太高，体现出FCV既经济又环保的优势。但是，化工副产品制氢的数量有限，当FCV大规模投入使用，化工副产品制氢还能满足需求吗？

再来看天然气重整制氢。姑且不说这个方法能耗较高，生产周期长，看看几个城市天然气出租车排队2小时加气的景象，不难想象，未来大规模使用FCV会陷入居民生活使用与FCV争夺气源的尴尬境地。从另一个角度看，用天然气重整制氢满足FCV的使用，也不见得比直接燃烧天然气更环保、更经济。

唯一可满足FCV大规模使用的氢气来源只有电解水，但是，这个方法要耗费大量的电能，成本非常高。

目前，FCV的使用空间取决于几种工业制氢量与FCV使用量的平衡点，这个平衡点在哪里？希望专业人士解答这个问题。FCV有迷人的应用前景，是未来的发展方向，要想大规模使用，只有等到可控核聚变技术成熟后，那时候，电解水的成本将变得非常低。