世界首辆氢动力汽车诞生于 1807 年
氢动力汽车为何至今仍未爆发？来自海外行业网站 Motortrend 分析文章。
尽管氢燃料电池汽车存在诸多缺陷且可行性不明朗，丰田、现代、本田等汽车制造商仍在持续投入资金。
世界上第一辆内燃机（ICE）汽车并非由汽油驱动，而是氢气驱动。
早在 1807 年，弗朗索瓦·伊萨克·德·里瓦兹（Francois Isaac de Rivaz）就利用一个充满氢气的气球来驱动他自己研发的发动机，用于驱动一辆实验性汽车——这比尼古拉斯·奥古斯特·奥托（Nicolaus August Otto）发明第一台汽油发动机早了 50 多年。
第一辆电动汽车直到 1888 年才通过 Flocken Elektrowagen 诞生，而现代氢燃料电池汽车（HFCV）的基础则在一年后诞生，当时 Ludwig Mond 和 Carl Langer 于 1889 年演示并获得了该技术的专利。
（多数资料显示德国工程师安德烈亚斯·弗洛肯（Andreas Flocken）于 1888 年发明的 Flocken Elektrowagen 被认为是第一辆具有现代意义的四轮电动汽车，配备 0.7 千瓦电机和 100 公斤电池，最高时速 15 公里）
由于基础设施有限、成本高昂以及竞争激烈，氢燃料电池汽车（HFCV）落后于燃油汽车和电动汽车。目前美国市场上只有三种氢能车型，主要在加利福尼亚州销售。
目前看来，HFCV 可能在重型车辆领域取得更大的成功，但在乘用车领域仍面临挑战。
因此，尽管氢动力汽车理论上是先行者，但先行者并不总是最终的领跑者。
经过一个多世纪的全球乘用车激增，氢动力商用车（HFCV）已远远落后于燃气汽车和纯电动汽车（BEV），位居第三。
HFCV 主要局限于研究项目，例如通用汽车 1966 年的 Electrovan，它被广泛认为是有史以来第一款现代 HFCV。尽管面临诸多障碍，例如严重缺乏加氢基础设施、车辆和燃料价格上涨，以及近期涌现的一系列价格更低、供应更充足、加氢更便捷的电动汽车带来的竞争，一些汽车制造商仍在坚持尝试使氢燃料电池汽车（HFCV）成为现实。
仅有三款载客氢燃料电池汽车（HFCV）
在无马马车时代初期，纯电动汽车（BEV）的受欢迎程度和性能实际上超过了以汽油为燃料的竞争对手。在过去十年中，它们再次崛起，挑战内燃机汽车（ICE）的主导地位，传统汽车公司和纯电动汽车初创公司推出了数十款车型。
相比之下，目前美国仅有三款载客氢燃料电池汽车（HFCV）——丰田 Mirai、现代 Nexo 和本田 CR-V e:FCEV——并且均在加利福尼亚州独家销售，而加利福尼亚州拥有最多的公共加氢站。
其他汽车制造商也在测试 HFCV 并进行限量生产。通用汽车自 2017 年以来一直在开发氢燃料电池商用车（HFCV），宝马于 2023 年开始对搭载丰田技术的 iX5 氢燃料电池汽车进行道路测试。
从 2021 年开始，捷豹路虎基于路虎卫士（Land Rover Defender）试验了一款 HFCV 概念车，而拥有复古路虎卫士外观的英力士掷弹兵（Ineos Grenadier）则配备了 HFCV 动力系统，该公司表示该动力系统可能在两年内投入生产。
2022 年，大众汽车与 Kraftwerk Tubes 合作开发新的氢燃料电池技术，并表示该技术生产成本更低，理论上续航里程可超过 1200 英里（约 1932 公里），但此后在 HFCV 领域一直保持低调。
其他汽车制造商，包括梅赛德斯-奔驰以及最近的 Stellantis，都已停止了 HFCV 开发项目。
科技咨询公司 Omdia 的新能源汽车高级分析师 Chris Liu 表示，尽管少数汽车制造商持续向氢燃料电池汽车（HFCV）技术投入巨资，但氢燃料电池汽车（HFCV）在美国乘用车市场要想获得广泛应用，仍面临着一场艰苦的战斗。
“虽然核心技术被认为已经成熟，大多数零部件也已达到高度成熟，但关键障碍仍然存在，尤其是在成本和基础设施方面。”
加氢基础设施严重匮乏
氢燃料电池汽车（HFCV）广泛应用的最大障碍或许是公共加氢基础设施严重不足。这个问题也困扰着早期的纯电动汽车（BEV），尽管随着电动汽车销量的增长，公共充电设施也显著增加，而且驾驶员也可以在家为电动汽车充电。
截至 2025 年 6 月，美国共有约 7.4 万个公共电动汽车充电站，而加氢站仅有 50 多个，其中大部分位于加利福尼亚州。
在 2024 年初，壳牌宣布将关闭加州的七座加氢站。这不仅对氢燃料电池汽车（HFCV）车主和汽车制造商造成打击，也对总部位于加州的非营利性氢燃料电池合作组织（Hydrogen Fuel Cell Partnership）造成了挫折。
该组织由汽车制造商、燃料供应商和政府机构组成，旨在发展加氢基础设施。“我们的想法是协调汽车制造商和燃料供应商的工作。”氢燃料顾问艾弗·约翰（Ivor John）说。
在加州取得初步成功后，该计划开始在全国范围内推广。
“在将政府机构、汽车制造商和不同的供应商整合在一起时，每个州的动态都非常不同，所以他们在这方面有些磕磕绊绊。”
麻省理工学院能源计划高级研究员谢尔盖·帕尔采夫（Sergey Paltsev）表示，除了建设氢燃料基础设施的挑战外，其他障碍还包括氢气生产、运输和储存的高成本。
“为了吸引消费者，要么大幅降低这些成本，要么内燃机和电动汽车可能会突然出现一些问题，使这些更成熟的选择失去吸引力。”帕尔采夫说，“要赢得消费者的青睐，氢动力汽车在降低车辆和燃料成本方面还有很长的路要走。”
与公共电动汽车充电桩一样，氢燃料电池汽车加氢站并非始终处于运营和可用状态，而且由于这些加氢站需要生产、压缩和输送氢气，这可能会增加加氢等待时间。
2019 年 6 月，旧金山湾区一家化工厂发生爆炸，导致加氢站严重短缺，事件让该地区的氢燃料电池汽车车主们意识到零售氢能基础设施是多么脆弱。
湾区的氢燃料电池汽车车主不得不查看在线报告，以确保他们能够前往加氢站加氢，而丰田和本田则为受影响的氢燃料电池汽车车主提供免费租车。
在我们对 2021 款丰田 Mirai 进行长期测试期间，MotorTrend 经历了类似（即便没有那么剧烈）的氢燃料末日。而且情况只会变得更糟：2025 年初，加州数百名氢燃料电池汽车（HFCV）车主联合起来起诉汽车制造商和州政府，声称他们对燃料供应做得太少。
氢燃料价格高昂
除了供应有限之外，HFCV 的驾驶成本可能比给纯电动汽车充电或加满油箱更高。在我们 2021 款 Mirai 发售的那一年，氢气的价格（按每公斤计算）还是相对稳定，我们访问的加氢站的收费在每公斤 13.14 美元到 18.69 美元（95～134 人民币）之间。
给 Mirai 5.5 公斤的储氢罐加满氢燃料，通常需要花费 45 到 50 美元。
我们驾驶 Mirai 行驶了 13,882 英里（22,340 公里），氢燃料费用为 2,996.37 美元，平均每英里约 21.7 美分（换算：约 0.97 人民币/公里）。
相比之下，我们的 2020 款现代索纳塔行驶了 17,000 英里，消耗了价值 2,746.91 美元的汽油，平均每加仑 3.89 美元，约合每英里 16.1 美分（0.72 人民币/公里）。
美国新车主起初无需自掏腰包购买氢燃料，因为每辆新款 Mirai 都配备了一张价值 15,000 美元的预付加油卡，可在所有加氢站使用。本田和现代还为购车者和租赁者提供限时免费氢燃料。
如果燃料免费期结束后车主们将不得不付费，费用会更高。2023 年，加州最大的氢能供应商 True Zero 将价格从不到三年前（2020 年）的 13.14 美元/公斤提高到了 36 美元/公斤。
这意味着给 Mirai 5.5 公斤的储氢罐加满氢，成本可能高达 175 美元（1258 人民币），换算成对应氢耗每公里 2.66 人民币。
氢燃料电池汽车成本更高
除了燃料本身成本更高之外，氢燃料电池汽车的平均成本也高于纯电动汽车和内燃机汽车。“氢燃料电池汽车和纯电动汽车之间的成本差距持续削弱了氢燃料电池汽车的可行性。”Omdia 的刘先生说。
例如，与通用汽车联合开发的 2025 款本田 CR-V e:FCEV 使用 17.7 千瓦的电池，可以插电充电，在燃料电池提供的 241 英里（约 389 公里）续航里程的基础上，额外提供 29 英里（约 47 公里）的续航里程。
它的起售价为 50,000 美元，总续航里程为 270 英里；而 2026 款 CR-V 混合动力车起售价为 35,630 美元，最大油电混合续航里程为 590 英里；同样与通用汽车联合开发的 2025 款本田 Prologue 纯电动汽车，EPA 评级续航里程为 308 英里，起售价为 47,400 美元。
纯电动汽车的日益普及也使得氢燃料电池汽车（HFCV）在价格方面更加缺乏竞争力。
“我们看到，电动汽车市场在不同的汽车制造商及其提供的车型方面竞争激烈。”麻省理工学院的帕尔采夫表示。“这给电动汽车的价格带来了下行压力。
因此，电动汽车和燃料电池汽车之间的成本差距正在扩大，而不是缩小。”氢燃料电池汽车不仅在发展速度上落后于纯电动汽车，而且还面临着来自插电式混合动力汽车、增程式电动汽车以及二手纯电动汽车供应量不断增加的竞争。
重型氢动力汽车：氢动力汽车尚未完全失去潜力
然而，氢燃料电池汽车（HFCV）在重型和商用车领域有着更实际的应用。Omdia 的刘先生表示：“在商用车领域，一种更加多样化的加氢策略正在兴起，从快速加注、电池更换到氢燃料电池，不一而足。”
丰田、现代和其他汽车制造商正在与重型卡车制造商及其他利益相关者合作，将 HFCV 技术引入物流行业。
约翰在谈到商业应用前景时表示：“韩国和日本都对此非常认同。毫无疑问，氢燃料更适合 8 级半挂牵引车，这类车辆可以在 10 到 15 分钟内完成加氢。”他又补充道，与电动半挂车需要几个小时才能完成充电相比，氢动力卡车在此方面节省了大量时间，最终促进了该行业的发展。
除了加氢时间短之外，HFCV 半挂牵引车也无需拖运沉重的电池，从而避免了纯电动大型卡车在最大载货能力和续航里程方面的损失。
氢燃料电池商用车（HFCV）对重型卡车来说也比乘用车更有意义，因为加氢基础设施可以安装在需要停靠装卸的私人加油站。反过来，更多的氢动力商用车也有助于推动更多公共加氢选择。
“理论上，扩建高速公路加氢站可以支持燃料电池乘用车，”刘先生说道。“然而，这些加氢站的使用很可能以重型卡车为主，而不是乘用车。”
但即使这种情况能够完美实现，帕尔采夫认为，即使最终能够实现，也还有很长的路要走。
活在当下，感受氢能未来
约翰现在就活在氢能未来中。他驾驶的是第二辆丰田 Mirai，并且已经驾驶氢动力汽车大约九年了。当然，距离他位于加州圣巴巴拉的家一英里左右的地方就有一个加氢站，这对他来说很有帮助。
他说他只有两次无法加满氢——一次是第二天必须回来，另一次是几个小时内。“我拥有可靠的五分钟加满氢，开着 Mirai 可以行驶大约 400 英里，只要我知道下一个加氢站在哪里，里程焦虑就不是问题。”约翰说。
但考虑到 Mirai 的局限性，这并非他唯一的交通工具。他拥有一辆日产聆风，用于城里出行，最近又购买了一辆丰田 RAV4 Prime 插电式混合动力车，用于长途旅行。
“我非常喜欢纯电动汽车，也喜欢氢动力汽车，而 RAV4 插电式混合动力车拥有 42 英里的纯电续航里程，而且我出行时不用担心找不到充电站。”他说。
虽然很难想象在可预见的未来，HFCV 乘用车会超越现在的纯电动汽车，但约翰相信，这种动力系统在未来仍有发展空间，尤其是在前面提到的重型车辆领域。
“丰田和现代汽车都致力于开发氢动力重型车辆，”约翰说道，“但我不会排除氢动力汽车作为轻型车辆替代品回归的可能性，我认为我们应该拭目以待。”