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从“十城千辆”到“以奖代补”，燃料电池汽车能够重复锂离子电池汽车的故事吗？
“十城千辆”引发的大变局
所有汽车行业的人大概都不会忘记11年前的“十城千辆”工程：2009年由科技部、财政部、发改委、工业和信息化部共同启动，通过提供财政补贴，计划用3年左右的时间，每年发展10个城市，每个城市推出1000辆新能源汽车开展示范运行。这一工程改变了太多人的命运，中国新能源汽车如一骑绝尘！
虽然全球新能源汽车的渗透率刚刚达到2.4%，但这一趋势正在彻底改变人们的预期，特斯拉市值超过丰田、蔚来市值超过宝马、宁德时代市值近五倍于潍柴动力、比亚迪市值超过上汽集团……市场预测到2025年，全球电动汽车将达到1143万辆，纯电动汽车渗透率达到11.5%。
从全球新能源汽车的销售数据来看，自2015年至2019年中国对全球新能源汽车销量的贡献超过了50%！中国不仅成为特斯拉最大的消费市场，也培育了一批本土的"造车新势力"，到本文截稿日：蔚来总市值666亿美元、小鹏汽车市值378亿美元、理想汽车市值266亿美元、比亚迪市值4677亿人民币、宁德时代市值6488亿人民币。
今年9月21日，财政部、工业和信息化部、科技部、发改委、国家能源局五部委印发了《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》：五部门将对燃料电池汽车的购置补贴政策调整为燃料电池汽车示范应用支持政策，对符合条件的城市群开展燃料电池汽车关键核心技术产业化攻关和示范应用给予奖励。
政策一出台，各地纷纷开始申报示范城市，地方政府或招商引资、或规划产业链、或与企业一起设计应用场景，燃料电池产业的热情迅速高涨。而这对于那些在"十城千辆"政策出台之前就投入到燃料电池产业的先行者来说，等了十一年，终于可以长吁一口气：总算等到啦！
业内很多人都说，“以奖代补”堪比2009年的“十城千辆”，中国燃料电池汽车将进入爆发期。而且，近年来，日本、韩国、美国、欧洲也纷纷出台氢能和燃料电池汽车发展规划，各大汽车集团也都已经在布局自己的燃料电池业务。
纯电动汽车如火如荼，不仅汽车销量持续增长，电动汽车企业市值爆发性增长，而且以智能化、无人驾驶及粉丝经济畅想着汽车世界颠覆性的未来。
既然纯电动汽车已经这么好，为什么还要发展燃料电池汽车呢？既然锂电清洁环保而且节省费用，为什么还要发展氢能呢？
汽车专家说：纯电动车产业化更加成熟但还有没有突破的技术问题，而氢能只是工程问题
带着对锂电的成功的印象和对氢能产业前景的关心，我拜访了几位锂电和氢能的专家，整理一下专家们的观点，他们认为：
（1）充电时间问题。氢能加氢时间段可以解决纯电动汽车充电时间长的问题，燃料电池汽车加氢15分钟以内可以行驶600km，而纯电动充电一般在2个小时以上，最短也要半个小时。如果纯电动车比例上升，充电负荷增加可能对城市电网带来比较大的冲击；
（2)易燃易爆问题。动力型锂离子电池的还原剂和氧化剂都存储在同一个装置中，之间仅有一层微米级别厚度的隔膜，而燃料电池的还原剂和氧化剂在电池外部分开放置。从原理上讲，燃料电池的安全性优于锂离子电池。
纯电动易燃易爆的问题一直没有得到解决。只要在百度输入关键词：“纯电动汽车爆炸”或“纯电动自燃“，就会有大量的信息出来，“纯电动汽车8个月起火20次”、“11天内竟发生6起电动汽车起火事件”、“2020年8月份发生的15起新能源汽车自燃事件”……，虽然氢气此前被定义为危险品，但氢气的爆炸主要是由泄漏引起的，属于操作层面的问题，而锂电的自燃是技术上的问题。
（3）重量与续航里程问题。锂电池的续航里程受电池重量的限制，长途运输有所谓里程焦虑的问题，而同样重量的燃料电池能量密度相对较高，续航里程更远。锂电汽车的续航里程一般在300km左右，燃料电池汽车续航里程可以达到500km以上，Mirai二代将新车的续航里程由原来的650km（JC08工况）提升至850km（WTLC工况）。
（4）低温启动的问题。纯电动低温性能比较差，冬天用在北方无法使用，而燃料电池可以在零下30度正常启动。
专家们的共识是，锂电还没有从技术上解决汽车的安全、续航里程和充电时间等基础问题，而燃料电池原理上已经解决了这些问题，降低成本只是工程方面的问题。也就是说，虽然在政策的鼓励下，纯电动汽车从规模、成本及基础建设上已经远超燃料电池汽车，但从技术成熟度来看还达不到燃料电池的水平。
能源专家说：锂的储量充足，但氢的来源更加广泛分布也更均衡
在元素周期表中，氢排在第一位，锂排在第二位。氢是宇宙中含量最多的元素，在地壳里，如果按质量计算，氢只占总质量的1%，而如果按原子百分数计算，则占17%；锂号称“稀有金属”，其实它在地壳中的含量不算“稀有”，地壳中约有0.0065%的锂，其丰度居第二十七位。
随着世界储能技术的发展，锂的探明储量迅速增加，2004年公布的数据为：锂在地壳中的自然储量为1100万吨，可开采储量410万吨；而最新美国地质勘探局的数据为：探明储量为1700万吨，自然储量为8000万吨，折合碳酸锂分别为9047万吨42576万吨。
市场预测到2025年电动汽车渗透率11.5%，车用锂电中锂的需求约55万吨/年，全社会需求约86万吨/年，目前的供应量没有问题。
不过，说到能源安全问题，我们大概都会想到油气时代的资源不均衡问题，正因为世界油气生产国与消费国的严重错位导致了石油美元及由此带来的人类战争。而世界锂的储量同样表现为产出国与消费国的错位，智利、澳大利亚、阿根廷、玻利维亚四国2019年探明储量超过全球60%，产量超过全球80%。
人类能源的发展致力于脱碳、增加能量密度和挣脱资源约束，从化石能源到可再生能源即是能源的资源时代到科技时代，如果未来锂电成为人类的依赖，必然重新回到资源时代。
虽然氢的制取方式有多种，那只是工程成本的差异，但从自然界的分布来看，没有人可以独占氢气资源，氢的广泛存在可以让人类真正从资源约束中挣脱出来。
纯电动车还有一个问题是大量的电车充电给电网带来巨大的负荷压力，目前这一问题在大城市已经开始显现，上海、北京等城市的变压器安装存在较大的瓶颈。而氢的储能功能在可再生能源削峰填谷上恰恰可以起到平衡电网波动的功能，一些能源公司已经在探索用风能、光伏高峰时段的电来电解水制氢，然后在波谷的时候用氢来补充发电。
环保专家说：锂电的回收还没有完全解决，氢可以实现循环经济
人类努力摆脱化石能源约束的根本原因是其二氧化碳的排放和不可再生，我们看到世界因为石油而发生战争，但对铁矿石的争夺就没有那么血腥，一个根本原因是铁的回收再利用门槛很低。
尽管锂电充放电从500次提高到了1500-2000次，也就是锂电的寿命周期从前几年的2-3年提升到8-10年，但电池的衰减始终是无法避免的，废旧电池的回收成本高和回收过程中污染问题始终没有得到很好的解决。
锂电的回收不仅可以支持循环经济，而且可以减少废旧电池带来的环境压力。随着电动汽车的增加，废旧锂电的量巨大，目前除了电池企业建了废旧电池回收再利用的生产线，而且也有很多敏感的第三方将电池回收作为主业，但即使电池回收比较成熟的欧洲，也是不以盈利为目的的公共事业部门在处理，而且回收过程不管采用怎样的方法也很难避免能耗和污染。
相比之下，燃料电池中铂的回收已经非常成熟，燃料电池全生命周期几乎都没有污染和排放。
产业专家说：纯电动让造车更加简单，但氢能更加具有产业带动性
电动汽车除了能源转换率高于燃油、行驶过程中更加环保以外，中国选择纯电动的另外一个重要的原因是我们一直没有突破汽油发动机的核心技术，燃油发动机有几万个零部件，纯电动车省去了油箱、发动机、变速器、冷却系统和排气系统，相比传统汽车的内燃汽油发动机动力系统，零部件大大减少，制造变得更加简单，因此中国可以通过电动车实现“弯道超车”。
不过“制造简单”的优势并不被产业经济学家们所看好，相比之下，燃料电池汽车从上游制氢、储运到燃料电池和整车的制造，是一个巨大的产业链，涉及到电化学、流体力学、热力学和传热学、材料学、机械原理等多种科学，
与纯电动汽车“弯道超车”的理念不同，燃料电池汽车的意义恰恰是其具有巨大的科技带动性和产业带动性。纯电动的发展可能会抛弃一些部门，但氢能却是一个非常复杂的生态链，它需要整合能源效率和可再生能源(EERE)、化石能源(FE)、核能(NE)、电力(OE)和科学(SC)等多个部门的资源和能力。《美国能源部氢能计划》将氢能发展的意义定义为：“氢是一种多功能燃料，可提供一条可持续的长期经济增长之路。它可以增加价值支持美国制造业的复兴。”“任何一个产业，其发展的前景取决于它带来的经济价值与社会价值”，一个汽车行业的研究员说：“锂电路线抛弃了很多传统产业，而燃料电池技术路线是传统产业的升级；锂电解决了制造成本的问题，而且还有很大的提升空间，但依然还有很多没有解决的技术难题，氢能与可再生能源的匹配才能真正做到零排放和可持续。”
传统燃油车除了带来CO2 外，还有CO、NOx、 PM10、HC等有害物质的排放造成的大气污染，目前在公交领域已经禁止生产和销售，只有天燃气车目前尚可以销售。现阶段氢燃料电池车相当于10年前的纯电动汽车，处于产业化的初期，购车成本高，随着时间的推移，未来3~5年，购车成本将显著下降，未来有希望达到或低于纯电动车全生命周期成本。
相信纯电动车也会不断进步，能源从资源时代到科技时代，彼此竞争的是排放、能量密度和成本效率。纯电动的发展还需要解决底层的技术问题，而燃料电池最紧迫的则是量产后的稳定性、一致性工程问题，成本是燃料电池汽车与纯电动汽车竞争的核心。
我们注意到，无论是苹果替代诺基亚，还是特斯拉替代燃油车，都不是简单的操作系统与动力的改变，而是从消费端注入和新的消费理念和视觉上的冲击，除了安全、舒适和价格以外，智能化、无人驾驶、车型与内饰的设计等都是汽车品牌竞争的内容。
