作者段跃初

在当今追求可持续发展与清洁能源转型的时代背景下，氢能作为一种极具潜力的能源形式，正逐渐走进大众视野，尤其是在汽车能源领域，被寄予厚望。那么，究竟什么是氢能？又为何说它是未来车子的能源呢？

氢能，是氢和氧进行化学反应释放出的化学能，属于二次清洁能源 ，被誉为“21世纪终极能源”。氢在地球上主要以化合态的形式存在，是宇宙中分布最广泛的物质，构成了宇宙质量的75%。氢具有诸多优点，其燃烧热值高，是汽油的3倍、酒精的3.9倍、焦炭的4.5倍 ，并且燃烧产物只有水，不会排放二氧化碳等污染物，十分清洁环保，资源也极为丰富，符合可持续发展的理念。

根据制取方式的不同，氢能可分为多种类型。其中，灰氢来自煤炭制氢、天然气制氢、工业副产氢气，成本较低，但制取过程需消耗化石能源且会产生大量二氧化碳，目前灰氢产量约占全球氢气产量的九成以上 。蓝氢则是在灰氢基础上，对制备过程中排放的二氧化碳副产品进行捕获、利用和封存，更加环保。紫氢利用核能进行大规模电解水制氢。金氢由地下水与地下橄榄石等矿物相互作用产生，但因地质储藏勘测和开采难度极大，目前尚未得到充分开发利用 。而最为重要的绿氢，是通过风能或太阳能等可再生清洁能源发电，再利用这些清洁电能以电解水方式制取氢气 ，制取过程基本不产生温室气体，是目前氢能发展的主要趋势。2023年8月，我国首个万吨级光伏发电直接制绿氢项目——新疆库车绿氢示范项目全面建成投产，每年可生产2万吨绿氢，减少二氧化碳排放约48.5万吨，彰显了绿氢在清洁能源领域的巨大潜力。

近年来，氢能在汽车领域的应用逐渐成为焦点。以丰田Mirai为例，它是目前市面上为数不多面向消费者的氢能车。驾驶丰田Mirai时，启动过程安静顺畅，与电动车相似，因为氢燃料电池直接发电，没有引擎的轰鸣声 。其加氢效率和续航表现更是令人眼前一亮，工作人员为该车加氢时，不到五分钟就能完成，速度几乎与传统汽车加油无异，续航可达850公里 。相比之下，大多数性能较好的电动车也需至少30分钟快充才能完成充电，且多数电动车续航未突破700公里 ，这就很好地化解了电动车车主常面临的“里程焦虑”问题。

氢能车能有如此出色的表现，得益于氢燃料电池技术。氢燃料电池的工作原理基于电化学反应，其核心部件包括阳极、阴极和电解质膜。氢气在阳极被分解为氢离子和电子，氢离子通过电解质膜抵达阴极，而电子则通过外电路形成电流，为车辆提供动力 。最终，氢离子、电子与从阴极进入的氧气结合生成水，整个过程无污染排放，真正实现了绿色出行。相较于传统锂电池，氢燃料电池具备独特优势。除了前文提到的加氢时间短、续航里程长，它在低温环境下的性能表现也更为稳定，不存在锂电池低温下续航大幅衰减的问题，适用场景更为广泛 。

国际市场对氢能在汽车领域的前景十分乐观。据德勤分析，到了2030年，全球绿氢市场预计将超过液化天然气的贸易额，并在2050年达到约1.4万亿美元（按2024年5月汇率换算，约合9.9万亿元人民币） 。研究公司Global Market Insights预测，全球氢能加注站的市场规模将在2034年达到339亿美元（按2024年5月汇率换算，约合2400亿元人民币） 。马来西亚在2023年推出了“氢能经济与科技蓝图”，计划2027年实现绿氢出口，并在2050年跻身全球主要出口国 。目前，东马砂拉越凭借稳定的水力发电优势，正与日本及韩国企业在民都鲁建设制氢设施，准备出口绿氢；西马霹雳州也与中国电建合作，建设年产6000吨绿氢的设施及太阳能发电站 。

然而，要推动氢能在汽车领域的普及化仍面临不少挑战，每公里能源成本差异便是当前消费者关注的核心问题之一。从当前数据来看，氢能车的每公里成本仍高于传统汽油车：据《星报》2024年报道，每公斤绿色氢能生产成本约为6美元（按2024年5月汇率换算，约合42元人民币），丰田Mirai加满5.6公斤氢气需142令吉（约合216元人民币），续航可达850公里，折算下来每公里成本约0.25元。而传统汽油车方面，以2024年5月我国92号汽油均价每升7.5元计算，普通家用轿车百公里油耗约7升，每公里油费为（7升/100公里×7.5元/升）=0.53元；若使用95号汽油（均价每升8元），百公里油耗7升的情况下，每公里成本则达0.56元。

单从“每公里成本”看，当前氢能车反而比汽油车更具优势？但需注意的是，这一对比未涵盖“初始成本”与“长期使用场景”：氢能车目前售价普遍较高（丰田Mirai在海外市场售价约合35万-40万元人民币，远超同级别汽油车15万-20万元的均价），且加氢站覆盖有限（截至2024年5月，我国加氢站仅约300座，远低于加油站超10万座的规模），导致“补能便利性”不足；而汽油车不仅售价更低，加油站网络成熟，加油后即可满油出发，无需担心补能难题。此外，若对比电动车，当前电动车每公里成本更低——以居民电价每度0.56元计算，普通电动车百公里电耗约15度，每公里电费仅0.084元，仍是目前成本最低的出行选择。

除了成本对比中的“隐性差异”，制氢端的成本压力也制约着氢能车普及。目前绿氢生产仍处于研发阶段，尚未形成经济规模，每公斤42元的成本若能进一步下降，氢能车的“补能性价比”将更突出。马来西亚科艺部就预测，若大规模利用太阳能制氢，到2050年绿氢成本有望降至每公斤3.50令吉（约合5.3元人民币），届时丰田Mirai加满5.6公斤氢气仅需约30元，每公里成本可降至0.035元，不仅远低于汽油车，甚至比当前电动车成本还低，将彻底扭转氢能车的成本劣势。

此外，氢气的储运成本高且存在安全风险、加氢站等基础设施建设不足等问题，也限制了氢能车的大规模推广。但随着技术的不断进步和规模化生产，这些问题有望逐步得到解决。就像电动车在10年前也曾面临价格高昂（当时主流电动车售价多在30万元以上）和基础设施不足（2014年我国公共充电桩不足1万个）的问题，但如今随着技术成熟和规模化生产，电动车售价已下探至10万元区间，公共充电桩数量超300万个，已随处可见 。

氢能车要实现普及化，虽仍须在技术突破、基础设施建设、安全保障及完善政策法规等方面持续努力，但可以肯定的是，氢能正逐步走入民众的生活——从新疆库车的绿氢生产基地，到马来西亚布城的氢能车试驾活动，再到中马合作建设的制氢设施，氢能的应用场景正不断拓展。随着绿氢成本下降、加氢站网络完善，氢能作为未来车子能源的那一天，或许并不遥远。在全球积极探索可持续能源发展的道路上，氢能凭借其清洁、高效、长续航的优势，无疑是未来汽车能源的有力竞争者，值得我们持续关注与期待。

参考文献：

[1] 联合早报，萧郡瑜:驶向未来的氢能车体验，2025-08-31 21:30:00

[2] 国家能源局，氢能源为经济社会发展注入强劲动力，2024-06-07 00:00

[3] 人民网科普，氢能，距离我们有多远，

[4] 汽车之家车家号，氢燃料电池:汽车工程学的零碳革命先锋，2025-08-27 05:49

[5] 中国充电联盟，2024年5月全国电动汽车充换电基础设施运行情况，2024-06-05

[6] 国家统计局，2014-2024年中国汽车产业发展报告，2024-03-10

[7] 国家发改委价格监测中心，2024年5月全国成品油价格监测报告，2024-06-01

[8] 马来西亚科学、工艺及革新部，氢能经济与科技蓝图（2023），2023-11-15

来源: 科普文讯