跟丰田合作的氢能源「丰田退出氢燃料」

丰田章男带着他的氢能源梦想来了。

日前，丰田中国宣布，将以进口车方式限量引入111辆氢燃料电池轿车MIRAI，首批50辆，借助广汽丰田的销售渠道，市场建议起售价为74.8万元。而日本本土市场MIRAI的起售价为710万日元（约合人民币34.5万元），价格仅为中国市场的一半。

此次在华销售的MIRAI为丰田于2020年发布的第二代车型，距离上一代产品发布已过去六年时间。新款MIRAI对燃料电池结构结构进行调整，配备三个氢气罐，合计141升，续航里程可达850公里。

MIRAI在日语中意思是“未来”，但特斯拉CEO马斯克、大众前CEO赫伯特·迪斯等一众“大佬”却一致认为，氢燃料电池在乘用车市场没有“未来”。马斯克甚至直言氢燃料电池是智商税、“愚蠢的选择”。

韩国研究机构SNE Research数据显示，今年一季度，全球共销售4000辆燃料电池汽车，而遭丰田章男嘲笑的电动汽车同期销量达到200万辆，是前者销量的500倍。

中国作为全球最大的电动车市场，丰田姗姗来迟，又遭遇交付危机。如今想凭借MIRAI打开燃料汽车市场，丰田章男的想法究竟有没有未来？

保守的MIRAI

日系车在燃油车上的保守策略已衍生到氢燃料电池。

上世纪90年代，第三次石油危机爆发，主打省油的日系车彻底在美国市场站稳脚跟。彼时，手有余粮的丰田不想被石油卡脖子，考虑布局新能源汽车。

时任社长丰田达郎认为，氢是自然界最充沛的资源，是解决能源问题的终极方案。押注氢燃料技术，也让能国土狭小、资源匮乏的日本摆脱资源禀赋差的短板。

1992年，丰田开始研制氢燃料电池。两年后，丰田推出第一款概念车型。

历经近三十年的研发，丰田已持有5千多项氢燃料电池专利，包括燃料电池堆专利、高压储氢罐专利、燃料电池系统控制专利以及加氢站技术专利等，全球第一。

丰田在氢燃料电池领域的地位，类似早期特斯拉在电动汽车市场的地位，在业内绝对领先。例如，国金证券研报指出，直接影响燃料电池寿命的质子交换膜，业内主要研究方向是实现高强度、高耐久的同时，降低质子膜的厚度。目前，国内主流膜电极厂商交换膜厚度在15微米左右，而丰田的质子交换膜厚度已降至10微米。

在其他厂商还在展示概念车时，丰田在2014年洛杉矶车展就悄然亮相全球首款量产氢燃料车型MIRAI。作为行业内第一个吃螃蟹的车企，MIRAI一经上市便引起轰动。

MIRAI的动力模组由动力电池组、储氢罐、燃料反应堆、升压单元、动力控制单元以及驱动电机（包括变速箱）构成。氢气和氧气在燃料堆中反应，电能输送至动力电池组和驱动电机驱动汽车。

中汽中心数据表示，MIRAI的工作原理简单来说，就是电解水的逆反应。把氢气和氧气分别供给阳极和阴极，氢通过Pt催化剂生成氢离子，失去的电子通过外电路到达阴极，产生电能；与此同时，阳极侧的氢离子通过质子交换膜到达阴极与氧气反应生成水。

丰田氢燃料电堆反映原理图 图源：中汽中心数据

如果说第一代MIRAI引领了氢车技术方向，如今的第二代MIRAI，却又落入日系车保守主义的怪圈。

长安汽车材料工程师告诉观察者网，对比两代MIRAI电堆设计，阴极板从上一代的3D流场简化为2D流场。同时，基于水热平衡考量，冷却剂进口与空气进口同侧。此外，燃料电池催化剂的Pt量(g/kW)降低了58%，意味着对稀有金属铂的使用量减少。

简言之，丰田第二代的革新主要集中在空间利用率以及成本上，包括减小燃料电池堆总成体积大小，这还是日系车销量驱动的思维模式。

但在技术层面的革新显然不够，丰田披露的数据显示，第二代MIRAI氢气罐容积为5.6公斤，较上一代提升1公斤。其电机最大功率为134kW，整车重量超过1.8吨，如果算上4名乘客，其重量将达到2吨。对比丰田普锐斯，重量增加500千克，但电机功率仅提升26%，MIRAI依然没有改变“小马拉大车”的现状。

横向对比今年下半年投产的第二代宝马iX5 Hydrogen，储氢罐的容量将达到6公斤，反超MIRAI，氢燃料动力综合马力可达374匹。同样将在中国上市的现代Nexo也缩小了和丰田的差距，其零百加速9.2秒、最高时速179KM/h，均反超丰田MIRAI的性能。

这和燃油车的发展历程极其相似，丰田代表的日系车强调车辆运营的稳定性，而欧美车企更追求技术的革新。例如本田最早研制涡轮增压技术，但并未大规模推广，反而受到大众等欧美车企的偏爱。丰田依旧沿用自然吸气，避免“不必要的麻烦”。

保守的丰田将这种经营理念衍生到燃料电池赛道，但在燃料电池赛道发展初期，市场更需要技术迭代，空有专利的丰田，其领先地位正在消失。

氢燃料乘用车前景在哪？

价格不菲、使用更贵的氢燃料汽车，在乘用车市场何来竞争力？丰田的一厢情愿或许只会得到中国市场的冷漠回应。

佛山市原副市长许国曾发文称，“经过近十年的发展，中国氢能汽车市场规模至今不到1万台。”数据显示，截止到2020年年底，中国氢燃料电池汽车的保有量刚到7000辆。

动辄售价百万的燃料电池车，离不开政府的采购和补贴。今年9月，康明斯联合万向汽车中标上海临港52辆燃料电池客车订单。去年7月，长城汽车获得雄安新区100辆燃料电池重卡的采购订单。不过，涉及燃料电池乘用车采购信息并不多。

除了采购成本，运营投入同样不菲。上海公共交通职工杨羽力曾在《人民公交》上算过一笔账，其公司投运的氢能公交车单车采购招标价197万元，如果一辆氢能公交运营八年，期间需要更换2-3个燃料电池堆，每个电堆的成本在25万元左右。

厂商宣称燃料电池堆寿命在8000小时-1万小时，但实际使用数据和宣传的大相径庭，究其原因，是重型商用车在使用过程中要求电池堆持续大功率输出，电池耐久性并不满足复杂工况。

第二代丰田MIRAI底盘

在业内有个笑话，实验室的单电池到燃料电堆，实际性能要打六折；从电堆到再到氢能系统，折上六折，而电堆占整车成本近6成。

杨羽力的经济账并未谈到日常加氢费用。根据电动车百人会发布的《中国氢能产业发展报告2020》显示，国内加氢站价格每公斤在30-80元。其中，佛山每公斤的价格在70-80元。

信达证券指出，氢燃料电池百公里成本接近1000元，而燃油车百公里综合成本为528元、电动汽车百公里综合成本只有441元。

氢燃料成本居高不下背后是制氢、运氢、储氢的商业化困境。首先是制氢，丰田追求的绿色能源方案并不环保。现阶段，制氢分为化石原料制氢、工业副产氢以及电解水制氢，业内按照碳排放量分为灰氢、蓝氢、绿氢。

东吴证券研报指出，以我国为例，化石原料制氢中煤制氢的氢气价格约为10-15元/kg；天然气制氢的氢气价格约为15-20元/kg。工业副产氢副产焦炉气制氢价格一般不高于12元/kg，烧碱副产物制氢等价格一般不高于18元/kg。而更环保的电解水成本也最高，价格为30-40元/kg。

运氢方面，虽然高压拖车运输有泄露风险，但仍是主流运输方式。国内氢气运输压强为20MPa，运输距离为100km时，运输成本为8.66元/kg；当距离为500km时，运输成本猛增到22元/kg。管道运输成本只有1.2元/kg，但每千米管道投资额约584万元。

同时，加氢站高昂的建设成本直接影响加氢站的数量。电动车百人会预估，不涉及后期人员运维以及土地成本，投建一座单日加注能力500公斤的加氢站，成本约为1200万元左右，是燃油车加油站的3倍多。

因此，加氢站往往选址在园区、港区等商用车高频次固定线路，为商用车主提供便捷性。但对于普通乘用车车主，可能加一次氢的往返里程就达到40公里，远途加氢的体验并不好，也会加剧里程焦虑。

既没有燃油车实惠，也不比新能源环保，氢燃料乘用车的未来更像是伪命题。丰田章男寄希望通过MIRAI打开中国氢燃料市场，中国消费者会如何选择？