为环保做贡献解析丰田燃料电池汽车Mirai

­　　燃料电池技术，真的很难用几句话就说清，我尽量用简易直白的话讲一讲。所谓燃料电池车，其实最终驱动车辆前进的还是电动机，所以说到底燃料电池车还是电动车。但妙就妙在，燃料电池技术是把一个小型“发电站”放进了汽车里，这还不是串联混动技术中通过发动机来“火力发电”，而是氢能源发电，最终的排放物只有水！燃料电池技术的核心就在于解决一个问题：如何让氢气与空气中的氧气平缓、持续、安全、可控地进行反应，而不是直接剧烈燃烧。

­　　解决的方法是，通过一层电解质薄膜，薄膜两边分别是氢原子和氧原子，在催化作用下，氢原子放出一个电子，剩下的质子通过薄膜后，与另一边的氧原子和放掉的那个电子再结合，生成水，在这个过程中释放能量(电能)。电能随后被储存在燃料电池中，供电动机做功。

­　　如果说2007年乔布斯掏出的iPhone是“重新发明了手机”，那么2014年11月上市的丰田Mirai就是从能源层面重新发明了汽车，其意义不单单是造出来，而且已经开始卖了，这说明该技术的可靠性、动力与驾驶的匹配等早已通过了验证阶段，可以交给消费者使用了。事实上，丰田在1997年推出了第一代普锐斯，标志着混合动力时代的到来，但燃料电池技术的立项研发早在1992年便开始了，经过20多年的努力，Mirai才得以面世。

­　　除了丰田，大众也在燃料电池方面颇有建树，去年的洛杉矶车展上，大众一口气亮相了三款燃料电池车型，分别是燃料电池版的Golf、Audi A7和Passat。不过相比之下，丰田Mirai已经走完了从研发到量产，再到上市销售以至售后的产品全阶段。

­　　如同混动、电动车型的普及，燃料电池车推广的最大难点在于加氢站的建设以及一系列后市场的完善。丰田的做法是2020年之前，免费开放有关燃料电池的5680项技术专利，而有关氢气生产和供应的专利则永久免费。虽然丰田在技术研发环节贡献了巨大的精力和成本，但最终燃料电池车的推广还需要全行业乃至全社会的共同努力。

­　　丰田说，目前1kg氢气的价格在1000-1100日元之间，日本的Mirai车主加满一罐氢气(大约4.3kg)大约需要5000日元，折合人民币也就300元出头，能跑650km。这个用车成本不算高，如果燃料电池车在N年后得到普及，有了全行业资本、技术的支持，加氢的成本肯定还能大大降低。最关键的是，Mirai排出来的完全就是水，你找不到比这更干净的车了。

­　　对于燃料电池车，丰田做出的另一大贡献就是：量产。没错，量产就意味着成本。做燃料电池车不难，肯砸钱很多厂商都能搞出几台样车。做燃料电池车，难的是将高昂的制造成本降低到量产且具备市场竞争力的水平。丰田的工程师有多牛？他们将燃料电池的成本压缩了95%，从一开始的百万美元数量级缩减至大约5万美元，直接从实验室走向千家万户。这也就是为什么丰田的Mirai交付价格约为35.7万元人民币，完全在消费者可接受范围之内。

­　　笔者是车辆工程专业出身，还记得上大学时，内燃机原理的老师在课堂上聊到燃料电池技术，对我们说：“这个嘛，燃料电池是未来的一个发展方向，我们有导师也在做课题，但就目前的现状来看，燃料电池可能十年内都没法用到量产车上，一个是能量转换速率的控制问题，还有一个是成本实在太高啦！”那时我们都觉得，燃料电池虽然写在教科书上，却不会作为期末考试的考点——因为这东西没法实现民用。

­　　可没想到，仅仅在三年多后，丰田就让全体看衰燃料电池技术的人闭嘴了。

­　　还有一个问题：燃料电池车真的会是未来吗？我的看法是，如果丰田不坚持，那么燃料电池车时代的到来恐怕会晚20年不止；如果丰田继续坚持，天下迟早是燃料电池的天下。

­　　为什么？因为氢可以说是取之不尽。如果说现在的纯电动车，还有人担心电的来源不干净的话，那么氢的来源，丰田已经为我们规划好了——就用水能、太阳能、地热能，人类有那么长的海岸线，直接太阳能电解海水制取氢气，难倒不好吗？难道不比火力发电来的干净？

­　　储氢罐安全吗？丰田的人告诉我，其实消费者对于氢气的态度有些“过于恐惧”了，Mirai的储氢罐里有个特殊的“阀门”，在遇到高温时，“阀门”上的密封物质会融化掉，氢气会均匀地从储氢罐里释放出来，但不会造成爆炸。这是实验室得出的结果，Mirai也是这么做的。

­　　按照丰田的规划，Mirai在今年的产能将提升到2000辆/年，明年将达到3000辆/年。即便如此，Mirai在2014年上市的时候订单就达到了1500辆，虽然现在路上跑着的Mirai数量还远远不及一众神车，但Mirai有可能是为数不多的可以多年保持“供不应求”的车型。所以，我们不能小瞧Mirai，它的背后是丰田工程师20多年的心血，是汽车厂商跟大学教科书叫板的胜例，是一向讷言的丰田再苦逼也要做下去的“梦想”，是世界级企业对环保该有的责任与担当。

­　　丰田如何看待纯电动汽车？

­　　细心如你，或许会发现——丰田到现在还没在国内投放任何纯电动车型，或者说——丰田就没推出过纯电动汽车。其实，丰田有概念微型小车——FT-EV(注意是概念)，以及iQ这样成型的案例，注意他们都是小车。这里就折射出了丰田对于纯电动交通工具的看法。

­　　丰田的新能源战略产品布局是：EV纯电动用作短途使用，混合动力可用作所有乘用车(不分大小)，而燃料电池FCV技术则可搭载到中长途的车型中，这就包含了Mirai这样的乘用车，以及公交、货运这些商用车(要知道目前柴油卡车的污染简直令人发指)。因此，丰田对于EV纯电动的战略基本上就是图中的微型四轮车、或者三轮“摩托车”上，仅用作短途个人移动工具。

­　　难道丰田是在否定EV，逆天行事？也不是。来自丰田的中井久治说：“其实面向未来的汽车社会或者面向未来的生活，这种环境，只要是能保证二氧化碳零排放或者零污染的汽车，都是非常必要的。当然了，这里面EV作为一种能够达到零排放的汽车，只要它的全过程都是二氧化碳零排放的话，我们当然不会否定，而且也会积极的推进它的普及。”这段话的意思不难理解，对于电动车的现状，有一个很尴尬的问题：车主只是在用车环节上是零排放，但国内发电75%的来源是火力发电，即便火力发电站有一系列的排放后处理措施，这些电依然免不了带着排放的烙印。

­　　不可否认，目前电动车热火朝天，结构简单、政策扶持等一系列因素让各厂商一门心思扎到电动车领域，以至于出现了江苏九龙等企业“骗补”等令人哭笑不得的讽刺剧。电动车产业，原本是为了环境着想，最后演变成了一些企业打着环保的幌子偷梁换柱、暗度陈仓。

­　　在这样的大环境下，丰田给人感觉倒好像有些“清高”。其实，丰田作为一家世界级的制造企业，其企业愿景早已不是纯粹的追逐利润与好看的财务报表，在众人皆醉之时保持清晰稳定的产品方向才是丰田看重的。

­　　交流会上，丰田的人告诉我：目前电动车的最大问题在于这东西需要改变用户一贯的用车习惯——因为电池的技术瓶颈，续航、充电时间，都和以往的传统能源汽车没得比。需要用户忍痛改变习惯的产品，就不是好的产品。一个很隐晦的事实，目前除个别厂商外，绝大部分厂商电动车型的电池都是外包出去，而丰田的电池研发是自己做的，100多号人10年前就开始在做了，丰田也想让电池突破技术的瓶颈。

­　　丰田希望通过提升电池本身的能量密度，来提升电池的效率。目前行业的现状在250-300Wh/L，丰田的研究现状为接近400Wh/L，目标是达到600Wh/L，丰田希望将来的创新电池能够达到1000Wh/L。

­　　但目前的问题是，由于政策利导，大多数厂商不愿在电池核心问题上下功夫，而是简单的通过增加容量、采用超高压充电来解决用户痛点，这就带来了成本上的提高。成本提高了，谁来买单？政府买单，因为现在政策就是鼓励电动车。靠这样发展起来的话，如果有一天政府不买单了，不补贴了，高额的成本势必会转嫁到消费者头上。

­　　丰田不愿意看到这样的一天，所以一直在闷头做电池的基础性研发，希望能通过创新的手段，从根本上解决电池的技术瓶颈。因此，丰田不是放弃电动车，而是仅仅把电动车放到短途的微型个人代步工具上面，同时不放弃电池的研发工作。这就是大企业，对于挣快钱没那么多兴趣，因为丰田早已不是那个层次的企业。

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