已經遠離人們視線許久的燃料動力鋰電池汽車似乎要強勢回歸了。

日本豐田汽車公司日前宣布，在今年晚些時候將揭開一款新型氫燃料動力鋰電池轎車的神秘面紗，并定于2015年將其投放市場。同時，其他幾家全球知名的汽車制造商也宣布，將在燃料動力鋰電池技術商業(yè)化方面進行合作，包括今年年初結成戰(zhàn)略合作伙伴關系的福特、戴姆勒和日產，以及剛剛宣布合作的通用和本田。

“通用、豐田等汽車制造商在燃料動力鋰電池汽車的研發(fā)上付出了巨大的努力，燃料動力鋰電池汽車的可行性超乎大多數(shù)人的想象。”美國密歇根州安阿伯市的非營利性組織——汽車研究中心的制造、工程和技術聯(lián)合主任BrettSmith說。

盡管氫燃料動力鋰電池汽車曾屢屢受到質疑，未來發(fā)展也還面對諸多挑戰(zhàn)。但近年來研究者已經在這項技術上取得了重要進展，尤其是大幅降低了它的成本，讓人們看到了燃料動力鋰電池汽車蓬勃發(fā)展的希望。而隨著汽車排放標準制定的愈加嚴苛，燃料動力鋰電池汽車也將發(fā)揮其重要的用途。

一度陷入低谷

燃料動力鋰電池汽車曾經是美國布什政府的寵兒——布什總統(tǒng)曾經在2003年國情咨文演講中建議供應12億美元資金用以支持這項技術的研發(fā)，但好景不長。

雖然燃料動力鋰電池汽車前景良好，因為它可以和傳統(tǒng)汽車相同方便，而且只釋放對環(huán)境無害的水蒸氣，但昂貴的價格卻使人望而卻步。另外，燃料動力鋰電池汽車要想付諸實際應用還必須建設足夠的氫燃料補充站，這也要巨額投資。

有關人們普遍認為氫燃料動力鋰電池汽車具有的環(huán)保性，質疑也從未停止：盡管氫燃料動力鋰電池汽車本身不排放二氧化碳，但是用以生產氫燃料的天然氣卻是一種化石燃料，生產過程會釋放出大量的二氧化碳。雖然用太陽能或風能也可以生產氫燃料，但這種方法效率較低且成本高昂。

由于氫燃料動力鋰電池汽車技術面對的挑戰(zhàn)愈加明顯，人們對它的興趣開始逐漸冷卻，布什政府也轉而強調生物燃料。2009年，奧巴馬政府削減了對燃料動力鋰電池汽車研究與開發(fā)的資金投入。彼時，美國能源部長朱棣文稱，燃料動力鋰電池汽車要想取得成功除非發(fā)生奇跡。

發(fā)展重現(xiàn)曙光

奇跡就這樣發(fā)生了。

從2009年開始，與燃料動力鋰電池汽車相關的成本開始逐漸下降。幾年前，通用和豐田各自要花費100萬美元來制造燃料動力鋰電池汽車的技術原型。而現(xiàn)在，豐田將燃料動力鋰電池轎車的售價目標定在低于10萬美元。

成本之所以會大幅降低，是因為豐田已經研發(fā)出了能夠減少燃料動力鋰電池系統(tǒng)中零部件數(shù)量和所需貴金屬鉑的量的方法。豐田稱其正在努力研發(fā)燃料動力鋰電池轎車的制造等技術，希望在2015年正式投放市場前能夠進一步降低成本。

美國豐田汽車銷售公司戰(zhàn)略規(guī)劃副主席ChrisHostetter稱，這款燃料動力鋰電池轎車有可能以五萬美元的低價出售，這個價格要比特斯拉生產的擁有相似里程數(shù)的ModelS電動汽車售價要低。

“燃料動力鋰電池汽車的成本正在以相當穩(wěn)定的速度下降，”加州大學戴維斯分校交通運輸研究所主任DanielSperling稱，“汽車行業(yè)的大多數(shù)人認為，一旦開始大規(guī)模生產，成本將不是障礙。”

同時，最新的研究表明，相較于傳統(tǒng)汽車和純電動汽車，燃料動力鋰電池汽車似乎對環(huán)境更為有利。

今年五月，美國能源部公布了燃料動力鋰電池汽車2035年二氧化碳排放量的預期數(shù)據(jù)，其中包括氫燃料的制造、壓縮和運輸所出現(xiàn)的二氧化碳量。數(shù)據(jù)表明，氫燃料動力鋰電池汽車排放的二氧化碳量將少于當前傳統(tǒng)汽油動力汽車排放量的一半。

相比于電動汽車，氫燃料動力鋰電池汽車在環(huán)保方面的優(yōu)越性重要體現(xiàn)在嚴重依賴煤電的地區(qū)。在煤電使用較少的地區(qū)，電動汽車的前景還是非常樂觀的。而且未來，可以預期電動汽車將能夠通過清潔能源進行充電，如風能和太陽能等。

燃料動力鋰電池汽車的優(yōu)勢還顯示在有利于解決可再生能源的間歇性問題上。比如，夜晚用電需求較低，此時出現(xiàn)的風能也許就會過剩。而現(xiàn)在，德國就打算將夜間出現(xiàn)的過剩風能用來電解水，從而出現(xiàn)氫燃料。

Sperling認為，這種利用氫來儲存過剩可再生能源的方法是非常可行的。他同時強調，其他一些低碳造氫的方法也正在發(fā)展之中，比如將太陽光直接轉化為氫等。盡管這些方法現(xiàn)在還處于早期開發(fā)階段，但前景良好。

雖然具有種種優(yōu)勢，但有關燃料動力鋰電池汽車而言，最大的挑戰(zhàn)依然是氫燃料補充站的缺乏。與可以在家充電的電動汽車不同，氫燃料動力鋰電池汽車要建立一個燃料補充站的大型網(wǎng)絡。

對此，有些人認為，一個城市只要有幾個氫燃料補充站，就足以使人們出現(xiàn)購買氫燃料動力鋰電池汽車的熱情。但Smith卻不以為然：“在我了解城市的每個角落都設置了燃料補充站之前，我是不會購買氫動力汽車的。”

汽車制造商也意識到了這個潛在障礙。最近，豐田就在積極爭取在其氫燃料動力鋰電池汽車投放市場前，能夠設置更多的氫燃料補充站。“我們最擔心的還是基礎設施建設。”Hostetter說。

全球合作研發(fā)

對燃料動力鋰電池汽車的熱情有了，但研發(fā)所需的巨額投資，卻使這些公司無法再單打獨斗下去。為此，全球各大汽車制造商紛紛找尋合作伙伴，共同推動燃料動力鋰電池汽車技術的研發(fā)。

今年一月，福特、雷諾－日產和戴姆勒宣布結成戰(zhàn)略合作伙伴關系，宣布將于2017年推出消費者可承受的、批量生產的燃料動力鋰電池汽車。而僅僅在此一周前，寶馬和豐田也宣布了類似的合作開發(fā)協(xié)議。

通過在燃料動力鋰電池堆和其他系統(tǒng)零部件上的合作開發(fā)，福特、戴姆勒和雷諾－日產希望能夠在技術上有所提升并實現(xiàn)大規(guī)模生產。一旦生產量提高了，這些汽車制造商就可以取得規(guī)模經濟效益，并投放更多消費者負擔得起的汽車，戴姆勒董事會成員ThomasWeber如是說。

同時，各國制定的燃料效率標準和對碳排放的限制，也在刺激著汽車制造商向新的技術領域進行投資。為了降低研發(fā)成本，這些公司制定了一系列合作研發(fā)計劃。如福特和豐田就合作開發(fā)在北美銷售的適合大型汽車的混合動力系統(tǒng)。

但是，氫燃料補充站等基礎設施的缺乏，使燃料動力鋰電池汽車的銷售局限在一些市場的縫隙之中，只能在配備氫燃料補充站的城市中，出售給具有環(huán)保意識的人士等數(shù)量有限的消費者。

即使汽車制造商對燃料動力鋰電池汽車顯示出越來越濃厚的興趣，但目前其成本仍然大大高于傳統(tǒng)汽車。假如全球汽車公司的合作研發(fā)，能夠在今后的若干年內大幅降低成本，那么燃料動力鋰電池汽車的吸引力將會進一步上升。■

（本文部分內容源自《麻省理工學院技術評論》）