氫燃料電池的希望與挑戰

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...