豐田Mirai入華計劃：是能源帝國的奠基之石，還是黃粱一夢的蜜汁藥？

不久前，豐田汽車公司在中國正式啟動了氫燃料電池汽車“MIRAI Future”的實驗，探索將氫燃料汽車引入中國的可能性。與此同時，中國首個加氫站“TMEC常熟加氫站”正式建成。顯然，豐田希望通過氫能規劃中國市場的整體發展態勢！

事實上，在中國市場，氫燃料一直被外界理解為一種新的動力燃料，就像電動汽車和PHEV一樣，用于取代傳統能源。但事實上，“氫能”與其他新能源的區別不僅僅在于燃料的材料選擇。氫燃料電池汽車到底是什么？對氫燃料電池汽車的簡單理解是用氫氣發電，然后用電驅動汽車。然而，由于這項技術的研發成本很高，許多氫燃料電池汽車只能停留在概念車階段，然后就走了。直到2014年11月，全球首款量產氫燃料電池汽車豐田Mirai在日本上市，這是氫燃料電池車在普及道路上邁出的第一步。

盡管已經實現了量產，但豐田并不急于增加Mirai的產能，因為各方面仍需協調和改進。盡管2017年是Mirai上市后的第三個完整年份，但Mirai的年產量僅為3000臺。然而，即使豐田有意保持克制，Mirai在日本仍收到了遠超預期的訂單。據說現在交了定金后需要兩年才能提車，這使得Mirai成為世界上最難的車型之一。事實上，在日本擁有Mirai很酷，最酷的是它配備了氫燃料電池，這使Mirai成為一款非常不同的新能源汽車。

首先，豐田Mirai在能源獲取方面非常簡單。氫氣是地球上存在最廣泛的元素，獲得氫氣的方式多種多樣，例如在各種工業生產中產生大量氫氣；此外，氫燃料電池的運行也非常安靜，安靜到可以忽略它的存在。此前，許多試駕Mirai的海外媒體曾評論稱，Mirai根本不會像內燃機一樣嗡嗡作響；更重要的是，燃料電池對環境沒有污染，因為它工作時唯一的排放物是H2O，也就是水。如果催化裝置足夠干凈，可以飲用水或用花草灌溉。

但考慮到市場上各種電動汽車自燃爆炸的消息，消費者也會擔心搭載氫燃料電池的Mirai是否安全。這種擔心實際上是沒有必要的。首先，氫氣是最輕的氣體，它的擴散系數非常強。氫氣的擴散系數是空氣的3.8倍，是汽油的7.5倍，很快就會排放到空氣中。而且氫氣是無的，所以即使儲氫罐泄漏也不會造成危險，人體也不會吸收這種物質。有些人可能會說，攜帶氫氣瓶就像攜帶氫彈。這個氫氣瓶會爆炸嗎？氫氣的爆燃必須滿足兩個條件：第一，空氣中氫氣的濃度為4%~75%；

第二，靜電、明火或混合空氣的溫度達到527攝氏度或以上。因此，只要避免上述兩種情況，就可能發生爆燃。

雖然條件很簡單，但制造商能做到嗎？以Mirai為例。Mirai儲氣罐本身非常堅硬，由三層組成。最內層由高強度聚合物制成，中間層為增強碳纖維和高強度聚合物的混合材料，外層為玻璃纖維和高性能聚合物的混合材質。總厚度為25毫米，氫氣在靜止時不會從罐壁泄漏。此外，得益于為儲氣罐設計的加強體結構，Mirai甚至以80公里/小時的速度在多角度碰撞測試中幸存下來。然而，如果車身處于火災環境中怎么辦？儲氣罐設計有溶解的金屬塞，在110攝氏度的溫度下會溶解，氫氣可以逐漸排出，從滿負荷到排空的60分鐘內，空氣中的氫氣濃度將保持在4%以下，防止儲氣罐因高溫高壓而爆炸。這樣，即使氫氣在事故發生時真的燃燒了，那么氫氣也只會燃燒和排放一樣多，而且不會爆燃，就像燃氣爐燃燒氣體一樣。

那么，搭載燃料電池的Mirai的續航里程是多少呢？Mirai有兩個儲氫罐，總共可以添加5.5公斤液氫。整個加氫過程僅需約3分鐘，保守估計車輛可行駛600多公里。換句話說，駕駛Mirai的便利性與駕駛汽油車的便利性完全相同。但要開一輛普通的純電動汽車，基本上要通半天電，走兩個小時！

在便利性和功能性方面，與普通汽油車相比，氫燃料電池車走得更遠。但問題是，看起來如此漂亮的氫燃料電池汽車，為什么不能普及得如此緩慢？

推廣氫能源有多少障礙Mirai確實是燃料電池領域的杰作，氫燃料電池確實很好，有盡可能多的優勢，但我們不得不承認，目前氫燃料電池仍有許多問題無法克服。這些都是制約氫燃料電池汽車推廣的根本原因。首先，氫燃料電池汽車的高成本是一個巨大的障礙。它需要一種催化劑來使氫燃料電池的電化學反應持續穩定，但這種催化劑不是神馬的金屬，而是金屬鉑，也就是俗稱的鉑或鉑貴金屬。目前，豐田Mirai的鉑催化劑用量超過100克/輛。嗯，鉑就足夠了，但這種鉑催化劑非常脆弱：由于燃料電池直接使用空氣中的氧氣作為氧化劑，空氣中的二氧化硫、氨氣和硫化氫等有害氣體進入燃料電池，導致燃料電池陰極催化劑“中”，對陰極催化劑造成不可逆的損害，這導致燃料電池的性能迅速且顯著地下降。測試表明，只要燃料電池暴露在含有0.2ppm二氧化硫的空氣中，就會對電池的性能造成很大損失。

什么是ppm？萬里挑一。0.2ppm如何？這意味著，只要空氣中含有百萬分之二的二氧化硫，燃料電池就會關閉。北京人民表示，Mirai將盡可能多地破壞我們的空氣質量。第二，易用性。雖然我們之前說過，加氫速度確實很快，但前提是必須有加氫站網絡。截至2017年1月，全球只有274個加氫站在運行。為什么加氫站這么少？原因很簡單，也不經濟。加氫站的投資是普通加油站甚至充電站無法比擬的。加氫站的基礎設施主要包括氫氣壓縮機、蓄壓器、冷凍柜等。目前，購買這些設備大約需要5億日元（約合2500萬元人民幣），不包括地價、建設投資和后期運營費用。加氫站的建設和運營成本高達數千萬美元，但有多少客戶？如上所述，目前豐田Mirai在全球的保有量約為3000輛，因此不會有資金花費大量資金投資加氫站。

最后，制造和儲存氫氣的成本也是一個大問題。是的，雖然氫無處不在，取之不盡用之不竭，但氫作為一種二次能源，是一種能源載體，不能開采，只能制造。有些人可能會說：為什么制造氫氣很難？初中課本上不是告訴我們要電解水嗎？一通電，氫氣泡就不會從反應堆里嗚咽出來嗎？就像鋰電池汽車可以通過家用插座充電一樣，為什么氫燃料電池汽車不能在自己家里用電解水中的氫氣進行氫化？主要原因是Mirai的儲氫罐內部壓力為70MPa，即700個大氣壓。有必要用嘴把電解氫吹入其中嗎？此外，在這個過程中消耗的電力實際上可以更好地用于普通電動汽車。

此外，還有另一種生產氫氣的方法，那就是甲烷蒸汽轉化。這是目前最成熟、最合理的氫氣制備方法。然而，問題是，在制備甲烷蒸汽的過程中，甲烷的逃逸量超出了人們的預期，高達7%，甲烷的溫室效應是臭名昭著的二氧化碳的86倍，所以誰能說氫能100%環保呢！

至于存儲，則更加困難。與傳統的汽油和柴油燃料不同，氫氣的儲存成本要高得多。氫是一種非常特殊的元素。坦率地說，氫的化學財產太活潑、超低溫和超高壓，在運輸和儲存過程中存在各種各樣的問題。這也直接導致氫能的運輸和儲存成本非常高。

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摘要氫燃料電池不是一種新產品。早在20世紀60年代，氫燃料電池就已成功應用于航空航天領域。但問題是，由于技術的滯后以及氫能的制備、運輸和儲存成本高，從事全套基礎設施根本不劃算，因此氫燃料電池汽車絕對是一個非常困難的絆腳石。因此，至少從目前來看，豐田Mirai想要逆襲純電動汽車，要想稱霸新能源還有很長的路要走。然而，作為先驅，Mirai給了我們更多關于氫能的無限夢想和遐想。因為電動汽車的充電時間短、續航里程短都是氫燃料電池汽車完美解決的，從這個角度來看，或許Mirai展示了未來汽車的真實原型。不久前，豐田汽車公司在中國正式啟動了氫燃料電池汽車“MIRAI Future”的實驗，探索將氫燃料汽車引入中國的可能性。與此同時，中國首個加氫站“TMEC常熟加氫站”正式建成。顯然，豐田希望通過氫能規劃中國市場的整體發展態勢！

事實上，在中國市場，氫燃料一直被外界理解為一種新的動力燃料，就像電動汽車和PHEV一樣，用于取代傳統能源。但事實上，“氫能”與其他新能源的區別不僅僅在于燃料的材料選擇。氫燃料電池汽車到底是什么？對氫燃料電池汽車的簡單理解是用氫氣發電，然后用電驅動汽車。然而，由于這項技術的研發成本很高，許多氫燃料電池汽車只能停留在概念車階段，然后就走了。直到2014年11月，全球首款量產氫燃料電池汽車豐田Mirai在日本上市，這是氫燃料電池車在普及道路上邁出的第一步。

盡管已經實現了量產，但豐田并不急于增加Mirai的產能，因為各方面仍需協調和改進。盡管2017年是Mirai上市后的第三個完整年份，但Mirai的年產量僅為3000臺。然而，即使豐田有意保持克制，Mirai在日本仍收到了遠超預期的訂單。據說現在交了定金后需要兩年才能提車，這使得Mirai成為世界上最難的車型之一。事實上，在日本擁有Mirai很酷，最酷的是它配備了氫燃料電池，這使Mirai成為一款非常不同的新能源汽車。

首先，豐田Mirai在能源獲取方面非常簡單。氫氣是地球上存在最廣泛的元素，獲得氫氣的方式多種多樣，例如在各種工業生產中產生大量氫氣；此外，氫燃料電池的運行也非常安靜，安靜到可以忽略它的存在。此前，許多試駕Mirai的海外媒體曾評論稱，Mirai根本不會像內燃機一樣嗡嗡作響；更重要的是，燃料電池對環境沒有污染，因為它工作時唯一的排放物是H2O，也就是水。如果催化裝置足夠干凈，可以飲用水或用花草灌溉。

但考慮到市場上各種電動汽車自燃爆炸的消息，消費者也會擔心搭載氫燃料電池的Mirai是否安全。這種擔心實際上是沒有必要的。首先，氫氣是最輕的氣體，它的擴散系數非常強。氫氣的擴散系數是空氣的3.8倍，是汽油的7.5倍，很快就會排放到空氣中。而且氫氣是無的，所以即使儲氫罐泄漏也不會造成危險，人體也不會吸收這種物質。有些人可能會說，攜帶氫氣瓶就像攜帶氫彈。這個氫氣瓶會爆炸嗎？氫氣的爆燃必須滿足兩個條件：第一，空氣中氫氣的濃度為4%~75%；

第二，靜電、明火或混合空氣的溫度達到527攝氏度或以上。因此，只要避免上述兩種情況，就可能發生爆燃。

雖然條件很簡單，但制造商能做到嗎？以Mirai為例。Mirai儲氣罐本身非常堅硬，由三層組成。最內層由高強度聚合物制成，中間層為增強碳纖維和高強度聚合物的混合材料，外層為玻璃纖維和高性能聚合物的混合材質。總厚度為25毫米，氫氣在靜止時不會從罐壁泄漏。此外，得益于為儲氣罐設計的加強體結構，Mirai甚至以80公里/小時的速度在多角度碰撞測試中幸存下來。然而，如果車身處于火災環境中怎么辦？儲氣罐設計有溶解的金屬塞，在110攝氏度的溫度下會溶解，氫氣可以逐漸排出，從滿負荷到排空的60分鐘內，空氣中的氫氣濃度將保持在4%以下，防止儲氣罐因高溫高壓而爆炸。這樣，即使氫氣在事故發生時真的燃燒了，那么氫氣也只會燃燒和排放一樣多，而且不會爆燃，就像燃氣爐燃燒氣體一樣。

那么，搭載燃料電池的Mirai的續航里程是多少呢？Mirai有兩個儲氫罐，總共可以添加5.5公斤液氫。整個加氫過程僅需約3分鐘，保守估計車輛可行駛600多公里。換句話說，駕駛Mirai的便利性與駕駛汽油車的便利性完全相同。但要開一輛普通的純電動汽車，基本上要通半天電，走兩個小時！

在便利性和功能性方面，與普通汽油車相比，氫燃料電池車走得更遠。但問題是，看起來如此漂亮的氫燃料電池汽車，為什么不能普及得如此緩慢？

推廣氫能源有多少障礙Mirai確實是燃料電池領域的杰作，氫燃料電池確實很好，有盡可能多的優勢，但我們不得不承認，目前氫燃料電池仍有許多問題無法克服。這些都是制約氫燃料電池汽車推廣的根本原因。首先，氫燃料電池汽車的高成本是一個巨大的障礙。它需要一種催化劑來使氫燃料電池的電化學反應持續穩定，但這種催化劑不是神馬的金屬，而是金屬鉑，也就是俗稱的鉑或鉑貴金屬。目前，豐田Mirai的鉑催化劑用量超過100克/輛。嗯，鉑就足夠了，但這種鉑催化劑非常脆弱：由于燃料電池直接使用空氣中的氧氣作為氧化劑，空氣中的二氧化硫、氨氣和硫化氫等有害氣體進入燃料電池，導致燃料電池陰極催化劑“中”，對陰極催化劑造成不可逆的損害，這導致燃料電池的性能迅速且顯著地下降。測試表明，只要燃料電池暴露在含有0.2ppm二氧化硫的空氣中，就會對電池的性能造成很大損失。

什么是ppm？萬里挑一。0.2ppm如何？這意味著，只要空氣中含有百萬分之二的二氧化硫，燃料電池就會關閉。北京人民表示，Mirai將盡可能多地破壞我們的空氣質量。第二，易用性。雖然我們之前說過，加氫速度確實很快，但前提是必須有加氫站網絡。截至2017年1月，全球只有274個加氫站在運行。為什么加氫站這么少？原因很簡單，也不經濟。加氫站的投資是普通加油站甚至充電站無法比擬的。加氫站的基礎設施主要包括氫氣壓縮機、蓄壓器、冷凍柜等。目前，購買這些設備大約需要5億日元（約合2500萬元人民幣），不包括地價、建設投資和后期運營費用。加氫站的建設和運營成本高達數千萬美元，但有多少客戶？如上所述，目前豐田Mirai在全球的保有量約為3000輛，因此不會有資金花費大量資金投資加氫站。

最后，制造和儲存氫氣的成本也是一個大問題。是的，雖然氫無處不在，取之不盡用之不竭，但氫作為一種二次能源，是一種能源載體，不能開采，只能制造。有些人可能會說：為什么制造氫氣很難？初中課本上不是告訴我們要電解水嗎？一通電，氫氣泡就不會從反應堆里嗚咽出來嗎？就像鋰電池汽車可以通過家用插座充電一樣，為什么氫燃料電池汽車不能在自己家里用電解水中的氫氣進行氫化？主要原因是Mirai的儲氫罐內部壓力為70MPa，即700個大氣壓。有必要用嘴把電解氫吹入其中嗎？此外，在這個過程中消耗的電力實際上可以更好地用于普通電動汽車。

此外，還有另一種生產氫氣的方法，那就是甲烷蒸汽轉化。這是目前最成熟、最合理的氫氣制備方法。然而，問題是，在制備甲烷蒸汽的過程中，甲烷的逃逸量超出了人們的預期，高達7%，甲烷的溫室效應是臭名昭著的二氧化碳的86倍，所以誰能說氫能100%環保呢！

至于存儲，則更加困難。與傳統的汽油和柴油燃料不同，氫氣的儲存成本要高得多。氫是一種非常特殊的元素。坦率地說，氫的化學財產太活潑、超低溫和超高壓，在運輸和儲存過程中存在各種各樣的問題。這也直接導致氫能的運輸和儲存成本非常高。

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摘要氫燃料電池不是一種新產品。早在20世紀60年代，氫燃料電池就已成功應用于航空航天領域。但問題是，由于技術的滯后以及氫能的制備、運輸和儲存成本高，從事全套基礎設施根本不劃算，因此氫燃料電池汽車絕對是一個非常困難的絆腳石。因此，至少從目前來看，豐田Mirai想要逆襲純電動汽車，要想稱霸新能源還有很長的路要走。然而，作為先驅，Mirai給了我們更多關于氫能的無限夢想和遐想。因為電動汽車的充電時間短、續航里程短都是氫燃料電池汽車完美解決的，從這個角度來看，或許Mirai展示了未來汽車的真實原型。

標簽：豐田北京世紀

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