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氫燃料電池的希望與挑戰

Andy Yang
2008 年 6 月 17 日, 下午 05:00
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昨天的一則新聞是 Honda 的氫燃料電池動力車 FCX Clarity 即將以「出租」的方式上路,預計提供給加州 Torrance、Santa Monica 和 Irvine 三個鄉鎮的數十位幸運車主以每個月 600 美元的價格租用。不過,為什麼同樣強調環保的混合動力車 Prius 都賣了一百萬台了,氫燃料動力車拖了這麼多年才正要起步呢?

其實問題的根本,都還是出在「氫」上頭。從紙面上來看,氫燃料電池簡直是最完全的動力來源:氫+氧 -> 電+水,車子往前開了,後頭噴出來的只有水蒸汽,多美妙啊!但很多人沒注意到的是,氫氣其實不算是一種燃料。氫氣因為在自然中的量很少,所以必須要用人工 生產的方式來製造。這讓氫氣本身的性質更接近「電池」而不是「燃料」,也就是說氫氣必要要先花費能量來生產,到了汽車上再把它轉換回能量。這會產生兩方面的問題,一方面是如果生產氫的方式不環保的話(例如火力發電來電解水),那不論最後的氫燃料電池有多環保,火力發電的汙染還是要算在氫燃料車的頭上。二方面是因為能量被轉換了兩次,整體過程的效率大約只有 30~50%,遠低於純電力車(發電後直接充電到車上的電池)的接近 90%。

此外,在技術上和實際應用上氫燃料電池還有許多問題要克服。不僅在汽車內部要解決氫氣的儲存和燃料電池的體積、重量的問題要解決,外部也要解決如何替汽車加 氫的技術問題。目前整個汽車產業經過近百年的演進,已經是完全繞著石油在轉了,要將加氫站的數量和密度增加到和現在汽油加油站一樣的程度,會是一個雞生蛋,蛋生雞的問題 -- 除非路上有足夠量的氫氣車在跑,加氫站無法營運;但除非有足夠的加氫站,一般車主不會考慮購買氫燃料電池動力車的。

和另外兩種常見的「環保車」相較,油電混合動力車(Toyota Prius)的優點(也是缺點)是它還是吃汽油,只是非常非常省油。這雖然讓它可以在一般的加油站加油,但並沒有完全根除對石油的依賴性,和解決廢氣排放的問題。純電力車的問題則是在電力取得不易這方面。除非有新的電池進步(像是電容電池),不然很難想像電動車能夠帶著全家出遠門旅遊。

那氫燃料電池到底有什麼優點?和電力車相較,氫氣是可以運輸的,不會受到電力網的限制,也不會受到充電時間的限制,如果加氫站能鋪開的話,那它會比電力車更適合長距離的移動。另一邊,如果能保證最初產生氫氣的方法是乾淨的話,那氫燃料電池就能做到真正的零排放。

總之,FCX Clarity 是氫燃料電池往家用車發展過程的中重要的一步(在這之前大概只有大眾運輸上看得到),但就算再看好氫燃料電池的前途,小薑覺得有加氫站數量這個大問題橫在前頭,汽車全面「氫化」的日子恐怕是遙遙無期的。說不定期待電池技術的進步還比較實際呢...

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