汽车能源的终极形态：丰田提倡的氢电共存

　　从煤炭、石油到新能源，人类对于能源的探索从未止步，如果说化石燃料支撑起了人类的工业文明，那么下一个阶段一定会是新能源的主战场。

　　21世纪以来，化石燃料带来的全球性危机进一步加剧，但同时也推动了新能源的实际应用速度，以风能、太阳能等为代表的各类新能源开始投入使用，通过这些可再生的能源转化为电能，能够为很多产业带来革命，汽车就是个很好的例子。

　　近年来，电动化已经成为了全球各大车企的头号战略，一向给外界感觉很“固执”的日系车企丰田，基于多年来在混动领域的技术沉淀，丰田正在加速技术落地的进程，给消费者创造更加安全、高效的电动化产品。

　　前不久的第二届中国进出口博览会期间，丰田在去年展示的“可持续发展社会”相关内容基础上，以“保护蓝天 共建未来”为主题，描绘丰田对氢电共存的能源管理社会的美好愿景，可见其推动全方位电动化战略的决心。

　　丰田从1997年开始发售世界上第一款混合动力汽车“普锐斯”，迄今为止，在全球范围内丰田混合动力汽车的销量已经达到了1400万台以上。经过多年的积累，与HEV共通的电动化核心技术（电池、PCU、电机）也逐步进化，并应用于PHEV、EV、FCEV商品上，但相比之下，FC燃料电池技术才是它的杀手锏，目前已经基于氢燃料电池开发了FC卡车、FC拖车、FC叉车等车型。

　　为何丰田如此重视氢能源？

　　虽然说丰田的电动化转型有一定程度是受国内新能源汽车市场的影响，但是在丰田的新能源战略当中，却格外注重氢能源的发展，不仅布局早而且投入巨大。

　　1992年的时候，丰田启动了氢能源汽车项目，并早在1996年，丰田就研发出了第一款燃料电池汽车FCHV-adv，它在全球车企当中对于氢能源的重视是排在前列的。

　　经过多年的技术积累，丰田从2014年开始正式量产氢燃料电池轿车“MIRAI”，丰田MIRAI 自2014年发售以来，凭借着“快充3分钟，续航600km”、“好比移动空气净化器，只排水不排碳”、“可作为移动应急发电站对外供电”等商品特性，在全球的累计销售台数达到了10000台以上。

　　这个销售数据对一款普通的车型来说不值一提，但是作为一个先锋取得了这样的成绩，可见很多消费者对这台车产品本身以及氢能源的理念还是非常认可的。

　　氢燃料电池汽车（FCEV）的原理是将氢气在阳极通过催化剂作用分离成为氢离子和电子，氢离子通过质子交换膜后与氧结合，释放出的电子经过外在电路到达阴极，从而产生电能驱动车辆行驶。

　　虽然最终也是由电驱动车辆，但是在产生能量转换的过程中，供能“燃烧”反应之后的产物只有水，氢燃料被认为是目前已知最清洁的能源技术之一。

　　而氢能源的获取方面，除了可以直接利用工业副产氢之外，还可以通过可再生能源以及污水污泥、家畜粪便等众多途径制取，不仅有多种方式而且重在环保。

　　中国也有各种各样未被充分利用的能源，针对通过可再生能源获取的剩余电力，可以将其转换为氢气储存起来，并运输到各地，氢能源拥有便于存储和运输的优势，在需要的时候随时随地使用。

　　丰田全方位推进电动化进程

　　一项革命性技术的大范围普及，首先需要技术上有突破，其次整个消费市场的培育也显得极其重要。丰田作为全方位电动化厂商，其PHEV、EV和FCEV相关产品，其实都是以成熟的HEV技术为核心延展而来的结果，不断的技术积累让丰田能够从容应对市场变迁和技术迭代。

　　今年6月，丰田宣布了一项重大规划：从2020年起，丰田将推出全新的纯电动车台和6款全球BEV车型，2025年纯电动汽车销量将达到100万辆，以逐渐实现全方位电动化。

　　而在如今备受关注的FCEV领域，丰田在燃料电池电堆、高压储氢、燃料系统软件、氢气生成等方面积累了大量专利，这让它领先于世界上大部分厂商，在产品节奏和商业化进程上也比其他品牌要迅速，对氢能源的重视成为了顺理成章的事情。

　　在中国，丰田于2017年开始在中国实证，并于2019年开启全面推广普及氢燃料电池技术，特别是FC商用车领域，继上海车展上宣布FC柯斯达将作为丰田品牌首次引进中国的FCEV之后，又陆续通过与北汽福田、亿华通、中国一汽、苏州金龙、上海重塑等企业开展合作，向多家中国商用车厂商提供丰田氢燃料电池组件。

　　今年第二届进口博览会上，丰田发布了MIRAI的第二代概念车型MIRAI Concept，其目标之一是比现款MIRAI的续航里程提升30％，或将达到644公里，并希望在2020年正式上市，可见丰田在一些核心技术上已经实现了突破，它在氢燃料电池车领域已经迈向了新阶段。

　　面向氢能源的普及，丰田同丰田通商、丰田自动织机等集团企业一起针对氢产业链的各个环节进行了实证实验，例如：利用太阳能、风力、污水污泥以及家畜粪便等制取氢，普及加氢站等基础设施，在机场和工厂进行FC车辆的试运行等。

　　氢能源的开发和利用已经成为了未来能源革命的发展方向，这已经是包括丰田在内的很多车企都一致认同的观点，丰田对于氢能源的重视，也是其从战略层面实现全面电动化的缩影。

　　实现氢电共存的能源管理社会

　　在丰田的新能源战略架构当中，提倡“氢电共存”的理想能源生态，如果说电动和混动是当下发力的重点，那么氢能源则代表着未来5-10年的发展方向。

　　电能和氢能都属于清洁能源，他们各自有自己的特点，电能更容易获取、适合大规模普及，而氢能作为可再生能源可以存储，可以和电能实现互补。

　　比如，目前的很多发电站所发的电是不能存储的，所以很容易出现高峰和低谷，如果在用电低谷期，通过吸收多余的电来进行电解水生产氢，高峰期所生产出的氢能又可以作为灵活、移动的氢能发电站，应对一些外界突发用电情况。

　　“氢电共存”的理念对丰田来说，不仅是一个口号，而是有很多具体方式来推动落实。在生产MIRAI的日本总部工厂，已经对氢气的利用开始了尝试，当氢气被运送到工厂区域后，工厂中有各种使用方法同时利用电力和氢气，以实现生产过程中CO2零排放，最大程度保证实现环保。

　　根据国际氢能委员会（Hydrogen Council）预测，到2050年，全球氢能需求量将是2015年的10倍左右，氢能占全部能源消费的比重会提高到18%；氢能经济的市场规模将达到2.5亿美元，还将带来6万吨二氧化碳减排量。

　　丰田提出的“保护蓝天，共建未来”关乎能源结构和未来的环境生态，不管是纯电还是氢燃料电池，丰田造车的本质都是一样的，它在探索利用各种新能源形式的可能性，并在最合适的时机提供给用户最环保的产品。

　　我们已经不能用单纯的汽车制造业的视角来看待丰田，丰田背后的一系列研发和战略，核心是在推动能源结构改革，这是构建一个可持续发展社会的必经之路。