電動汽車發展趨勢

辛妍

選擇插電式電動汽車還是燃料電池電動汽車？

在美國，隨著越來越多的汽車經銷商在全國銷售可以大大減少污染和燃油使用的電動汽車（EVs），個人交通正在發生改變。與以往相比，消費者有了更多的電動汽車選擇項，其中兩種基本類型就是插電式電動汽車和氫燃料電池電動汽車。插電式電動汽車包括插電式混合電動汽車（可以由電力或汽油提供動力）和電池電動汽車（僅由來自電網的電力提供動力）。

電池電動汽車和氫燃料電池電動汽車都沒有尾氣污染，因此對長遠的空氣質量和氣候變化目標相當重要。例如，加利福尼亞州空氣資源委員會（California Air Resources Board）的分析表明，到2040年，絕大多數的新個人車輛都需要是電池或氫燃料電池電動汽車，以滿足到2050年，溫室氣體排放量要比1990年降低80%的目標要求。此外，美國國家研究委員會（National Research Council）認為，推動電池和燃料電池電動汽車的技術發展，將會為實現減排提供最大的機會。

電池電動汽車

電池電動汽車有可能成為當今道路上行駛的車輛中最干凈的那一輛。由于電池電動汽車的總溫室氣體排放取決于用于給電池充電的電力的來源，因此在大部分美國人生活的地區，使用這種充電式電動車輛所產生的全球溫室氣體排放甚至低于駕駛最高效的汽油車輛。

除了低排放這一優勢，插電式車輛的另一個方便之處是如今很多人可以在家中完成充電。憂思科學家聯盟（Union of Concerned Scientists）和消費者協會（Consumers Union）2013年進行的一項調查表明，56%的美國家庭有帶有電力接入的街邊停車位。

插電式電動汽車非常成功。但是，與小汽車相比，SUV、小型貨車或皮卡（pickup trucks）通常較重，空氣動力性較差，因此對于電池電動汽車技術而言，相對低效。例如，豐田汽車公司2014年的跨界SUV——RAV4電動汽車的效率為0.44千瓦時/英里，因此比2014年的日本LEAF使用更多的電。較高的電力使用，也就意味著效率較低，這對更大的電池電動車輛而言，是個潛在的缺點，例如可能會有較短的行動距離，或是需要更大、更貴的電池組。此外，這種大容量的電池可能需要升級現有的家庭用電服務，或是需要延長充電時間，甚至可能無法一夜充滿一個完全放電的電池。

氫燃料電池電動汽車

像所有的電動車輛一樣，燃料電池電動汽車有清潔的電機，不產生有害尾氣排放，但它們不需要充電，相反，他們能夠在氫燃料站迅速補充氫，就如同現在的汽油車在加油站加油一樣，一次加滿氣可以行駛250英里（約400公里）以上。就像電池電動汽車一樣，氫燃料電池電動汽車有電動馬達，但不同的是，氫燃料電池電動汽車并不是在電池中存儲電網中的電力，而是用存儲的氫燃料在車上產生電。與電池電動汽車的另一個相似點是，這兩種類型的車產生的溫室氣體排放都低于汽油車。

氫燃料電池電動汽車的總排放量取決于氫燃料制造和運輸的方式方法。全生命周期的溫室氣體排放量分析顯示，即使使用產自天然氣的氫氣，與傳統的汽油車相比，今天早期的氫燃料電池電動汽車都能減少超過30%的排放量。而未來的燃料電池電動汽車很可能會更清潔。第一款商用的氫動力燃料電池汽車——現代途勝（Tucson）燃料電池多用途跑車（sport-utility vehicle，SUV），其產生的溫室氣體排放量大幅低于汽油版途勝：氫燃料電池版途勝比最高效的汽油版途勝的排放量減少了34.4%。如果使用符合加利福尼亞州可再生氫標準的氫氣（即其中至少有33%的氫氣來自低碳能源），那么相比于汽油版，氫燃料電池版途勝的排放量可以降低一半以上。

隨著燃料電池性能以及汽車電子技術（比如電動傳動系統）的不斷發展，加之低碳氫越來越易于獲取，在未來幾年，市場上的燃料電池車輛將有可能比汽油車輛減少更多的溫室氣體排放。這種演進已經成為包括日產Leaf在內的很多插電式電動汽車的規范。由于燃料電池汽車與插電式電動汽車共享許多組件，因此電動機或更高效的電力系統等方面的改進，都將讓燃料電池車輛受益。再加上有像加利福尼亞州這樣的強制低碳制氫政策，無疑將會更進一步地提升從汽油汽車轉向燃料電池車輛的好處。

氫燃料電池電動汽車的加氣很像傳統汽油/柴油汽車的加油，即時間短（幾分鐘），一次加滿行駛范圍長（可達200到300英里，約合320到480公里）。對于家中無法為電池電動汽車充電的家庭而言，這一點使得氫燃料電池汽車更具有吸引力。但是，這種加氣站還不是普遍存在的國家基礎設施。以美國為例，目前氫氣站主要集中在加利福尼亞州。要想讓氫燃料電池電動汽車在其他州也推廣起來，那么相應的州也需要安裝氫氣加氣站。美國幾個州都正在建設或認真考慮建立氫基礎設施。

2014年6月，現代公司（Hyundai）在美國推出了全球首款量產版氫動力燃料電池電動汽車（fuel cell electric vehicle，FCEV）。而其他汽車制造商也計劃在未來幾年將更多的車型推向市場。2015年版現代途勝氫燃料電池電動汽車能存儲高達5.6公斤的氫氣，這能產生約113千瓦時的電力，而同時期容量最大的電池電動汽車特斯拉Model S只能存儲85千瓦時的電力，并且途勝的燃料電池汽車的充電時間遠低于特斯拉Model S。這種卓越的存儲容量意味著燃料電池車輛具有極佳的行駛范圍，并且很短的加氣時間能夠讓加氣站服務很多車輛，這與傳統的汽油/柴油加油站相似。氫燃料電池電動汽車技術的另一優勢是它存儲和補充大量能源的能力，這將能夠讓需要更大動力驅動車輛，如SUV和卡車，變得也高效實際。

二者是互補技術，而不是競爭技術

燃料電池電動汽車和電池電動汽車是互補性的技術，對滿足運輸需求同時減少排放量而言，都十分重要。它們有三個共同的重要特征：首先，因為使用電動馬達，因此它們沒有尾氣排放；其次，與傳統的汽油或柴油車輛相比，它們能夠削減全球溫室氣體排放量；再次，當使用可再生能源來生產燃料時，它們的凈全球溫室氣體排放會相當低。當然，燃料電池電動汽車和電池電動汽車也有一些重要的差異，這使得每種技術能夠滿足不同消費者的需求。

由于通常假設只有一種技術最終會取得成功，因此電池電動汽車和氫燃料電池電動汽車往往被描繪成競爭對手。但實際上，電池和燃料電池電動汽車都能夠被加以利用，以滿足不同消費者的需求，并為市場滲透提供最大的機會。電池電動汽車能夠利用現有的電力基礎設施，因而對城市環境尤其有效，且符合成本效益。而對于較大的車輛、較遠的駕駛距離，以及家中不具備充電接口的家庭而言，氫燃料電池是個好選擇。與對應的汽油和柴油車輛相比，電池電動汽車氫燃料電池電動汽車都不使用油，都能夠減少溫室氣體排放。

利用現有的電網，加之日益擴大的公共充電設施網絡，插電式電動汽車的銷售已然強勢啟動。與之相比，氫燃料電池電動汽車直到最近才在某些區域提供給消費者，并且目前燃料補給基礎設施也是有限的。要預測說未來數十年到底哪種技術將會更普遍還為時尚早，但有一點可以確定，那就是有足夠大的市場來支持這兩種車。為了確保取得全面勝利，也需要各級政府在政策上大力支持各類電動汽車。最終的獲勝者將是消費者，在經銷商處他們可以有各種清潔車輛選項，并且不需要加油站。