马斯克宣布特斯拉卡车今年交付，丰田押注的氢电池车急需挽尊 | 近未来

丰田的第一款纯电动汽车 bZ4X，5 月份上市。日前有媒体曝光其向车主发送「召回邮件」——短途行驶时，车轮可能会脱落。

对于曾经地位不可撼动的混动先驱丰田来说，第一款纯电动车实在来得太晚，第一件丑闻又来得太快。遥想二十多年前，世界第一款量产混合动力车普锐斯问世，连好莱坞最炙手可热的明星莱昂纳多·迪卡普里奥都为之心折。

丰田研究镍氢电池、锂离子电池多年，清楚锂电池的能量密度上限，认为混动技术只能作为「过渡」，氢燃料电池才是终极选择。

丰田的判断是科学的，发展的道路是曲折的。横空出世的特斯拉，让锂电池、锂矿以及整个电动汽车行业，成为近年最受关注的商品领域，也促成了世界各国「减碳」目标下最有前景的制造领域。

▲ 五年过去了，电动卡车 Semi 终于面世

近日，马斯克宣布电动卡车 Semi 今年交付，又给锂电池卡车界打了一剂强心针。

今年以来，锂矿价格疯涨，各大车企全球抢矿。广汽称自己给宁德时代打工，宁德时代表示利润十分微薄。无「锂」寸步难行之下，氢燃料电池再度回到大众的视野。

丰田 vs 特斯拉，两条路线之争

九十年代末，丰田第一代混动车普锐斯面世时，特斯拉还没诞生。十五年后的 2012 年，普锐斯系列全球销量达到 400 万辆。

同一年，特斯拉推出了 Model S，证明电动汽车虽然价格昂贵，但续航不差，动力也不差，完全适合家用。从那以后，「环保」的代言人不再是丰田，而是特斯拉——绿色交通领域的新领袖。

丰田忽略了特斯拉代表的时代意义。虽然丰田也投资了特斯拉，但它认为这家初创公司不是一个威胁，而是一个可以补充自身产业链条的小角色。

两家公司并不在同一领域里竞争，丰田是全球汽车业巨头，特斯拉只是个美国小型汽车制造商。另外，丰田把混合动力视为权宜之计，是氢燃料电池就绪前的替代品。

▲ 去年秋天上市的夜光版普锐斯

丰田忽略了一些看似微妙却要引发风暴的「蝴蝶效应」因素。确实，混合动力汽车只是通向清洁燃料汽车的桥梁，但丰田搞不清这座桥的长度。黑莓拒绝模仿 iPhone，丰田也看不上特斯拉，因为黑莓认为未来十几年还需要物理键盘，丰田认为未来几十年还需要汽油。

特斯拉的扩张，一个更大的背景是世界各国政府都在着眼「绿色经济」，限制或禁止化石燃料汽车。各项政策出台的时间，比丰田预计的要早得多。政策带来的大量补贴，促进了电动汽车价格的下降，充电基础设施的扩充，也带来了更多消费者的青睐，而氢燃料电池汽车一切都还没准备好。

为了保护已经砸进去的投资，也为了坚持自己的判断，丰田一直在大力游说各国政府、特别是美国政府，大张旗鼓反对电动汽车。既然不能影响对手，至少也要影响裁判。

但时间不多了。iPhone 和 Android 手机推出后，黑莓的销量也持续增长了好几年。如今，黑莓在手机市场的份额为零。

汽车市场的变化比手机市场的变化慢，丰田还是紧赶慢赶地推出了 bZ4X。「bZ」，beyond Zero，代表「超越零」排放电动汽车；「4X」意思是紧凑型跨界 SUV，类似同等尺寸的 RAV4。该车由 e-TNGA 平台打造，丰田和斯巴鲁联合开发，将在 2025 年前推出七款纯电动 bZ 车型。

bZ4X 的数据不是很好看，加速不是很快，续航也不是很长。前驱、四驱两种车型，0-100 km/h 加速时间分别为 8.4 秒、7.7 秒。两种车型均搭载容量 71.4 kWh 的锂离子电池包，续航里程分别为 460 公里、500 公里。

▲ bZ4X 把方向盘转动角度设定为±150°，驾驶员无需换手打轮即可完成转向操作

最大亮点或者叫噱头，是它的太阳能电池板全景天窗，每年可为汽车行驶供电近 1800 公里，这一数据还没有得到验证。

来不及验证「天窗发电」的实用性，有着 25 年电动化经验的丰田，第一款电动车 bZ4X 就被曝光「掉轮子」。

技术 vs 政治，路线之争背后

锂电池和氢燃料电池之争，是两条路线的斗争。

从技术路线的角度而言，氢燃料电池的使用范围、加油时间、寿命、可回收性、耐用性、能量密度，都好于锂电池。丰田钻研动力电池多年，对氢燃料的优势的坚定信心，不是没有依据的。

像氢燃料电池，三到五分钟就能充满。锂电池组要充七八个小时，充太快会烧坏。像锂电池一般有 500 到 800 个充电周期，叠加上驾驶员的驾驶方式，车子的寿命七到十年。而氢燃料汽车开二十年没问题。

像锂电池电动车，温暖的地方比较适合，但高纬度或寒冷地区就不行。之前有北京特斯拉车主吐槽自己养了一位「电动爹」，一个原因就是冬天得盖着毛毯开车——不敢开空调，电量掉得太快。而氢燃料极冷极热都不怕，飞出地球的航天器必备。

▲ 1937 年，德国 “兴登堡号” 飞艇在高空爆炸，直接导致了飞艇行业的没落

最根本的还是能量密度问题。氢能量密度高，是宇宙中最轻的元素，氢燃料电池因此有明显的重量优势。锂电池组很重，重到货车根本没法用，这也是迄今为止氢燃料电池在公交车、大货车上广泛应用的原因。

某商用卡车制造商的数据显示，一辆载重二十吨的货车，自重七吨，锂电池组两吨半，续航 200 公里，剩下载重十吨的空间；如果里程加到一般值 500 公里，至少再加三吨的电池组，这时只剩下载重七八吨的空间——货车拉太少，就没有盈利可言了。

很多人要问，随着技术的发展，锂电池的能量密度会提高吗？

不会。这是物理原理决定的。电池的作用就是氧化还原反应，得到或失去电子，才产生电流。电子的密度就是能量的密度。适合做电池的五个元素，电子利用率分别是氢（100%）、碳（66%）、硼（60%）、铍（50%）、锂（33%）。

特斯拉用的钴酸锂电池，已经是市面上最「完美」的锂电池，和碳氢化合物石油相比，差不多有五十倍的能量密度差距；和氢燃料电池的能量密度差距就更大。

比化石燃料更「强大」的能源，只能是氢能源、核能源。

氢燃料电池的前途如此光明，为什么丰田没能走通？

首先还是保存难度。纯氢具有爆炸性，「兴登堡号」空难就是氢气爆炸导致，从那以后飞艇都改用氦气了。

其次是效率低，因为得到纯氢，要么靠化石燃料提纯精炼，过程不环保——产出氢气时会排放硫化物等毒性物质，缺乏有效检测的手段；要么靠电解，效率过低，其间会损失一半的能量，再冷却、运输、储存，又消耗了更多能量。

加上配套的基础设施少，早年开发氢燃料电池的汽车制造商也意兴阑珊起来。

▲ 沃尔沃、戴姆勒、Traton 计划在欧洲组建电动卡车充电网络

这就涉及到政治路线的问题了。

欧洲车企在 20 年前开始布局氢燃料电池，奔驰、福特、日产在加拿大合资开发燃料电池。德国汽车产业在欧洲占主导地位，但一直走清洁柴油路线，达标欧盟的标准，这一选择导致氢燃料电池的应用难以落地。

「排放门」事件后，欧洲也开始转向锂电池电动车。大众最积极，因为它既没有新能源技术的积累，也没有燃料电池的家底。奔驰也放弃了氢燃料电池乘用车的技术路线。戴姆勒和沃尔沃合资开发商用车的氢燃料电池。

如今锂电池汽车市场，美国、中国实力强劲。美国一直走锂电池汽车路线，坚持氢路线的丰田和现代，所在的日本和韩国的市场很小，多年游说，也没能过多打动美国的主力乘用车市场，不过拿下了美国氢燃料商用车的大部分市场份额。

中国的电网、石油企业都有较强的稳定性，加上国内市场巨大，支持锂电池已经取得效果。2018 年李克强总理去日本考察之后，国内的氢能源市场逐步启动。以「内循环」的市场体量，足以同时发展锂电池和氢燃料电池，布局乘用车和商用车市场。

储能电池 vs 燃料电池，现实与未来

北美东部时间 8 月 10 日，马斯克在社交媒体上宣布续航里程 500 英里（长续航版，804 公里）的电动卡车 Semi 今年交付。这款 2017 年「露脸」后一直跳票的「重卡」，忽然现身。

纯电动的 Semi，想要重复 Model S「颠覆」普锐斯的故事，挑战「大载重长续航」、主打氢燃料电池的重卡领域。

据马斯克表示，Semi 拥有 500 kWh 的电池能量，最大续航里程超过 1000 公里。配备最新的 4680 全极耳电池，能量密度相比原先的 18650 电池提升了 500%，输出功率提升了 600%，但需要良好的散热条件。

其搭载 4 台电动机，系统综合功率超过 1000 马力，满载 40 吨货物时，0-100 km/h 加速时间是 20 秒，空车状态下 5 秒即破百。头部采用「子弹头」设计，风阻系数仅为 0.36，可以更好地降低电耗。

▲ 7 号电池、5 号电池、18650、2170 和 4680 电池对比

Semi 的电池组重量尚未曝光，目前还无法估算它的实际载货量、并和其他氢燃料重卡进行比较。可以参考的数据是，一辆 Model Y 大约需要 960 颗 4680 电池，电池组重量在 800 千克左右。

氢燃料电池卡车的情况是，根据北京、上海和广州的物流车燃料电池与锂电池运营数据，燃料电池的日均行驶里程是锂电池的近两倍。相同续航的情况下，燃料电池车的载重比锂电池车的载重略高 5%。

需要注意，8 月 9 日，特斯拉刚签署了一份价值约 50 亿美元的合同，从印尼的镍加工公司购买电池材料，相当于下场「抢矿」。另外，特斯拉也从博世和 SAFT「挖了人」，那些人是搞燃料电池和氢氟酸电池的。

▲ Hyperion 的第一款氢动力超级跑车 XP-1

目前来看，氢燃料电池的应用敌不过锂电池，最根本的问题是二者类型不同，能量转换差异大。锂电池是储能电池，氢燃料电池是燃料电池，后者要多出一个消耗能量提炼能源的步骤，不像前者直接可以储存电能，效率大打折扣。

燃料电池和储能电池的商业逻辑也完全不同。燃料电池行业类似燃气供暖行业，要通过不断开发新项目累积现金流，再去投新项目来重复滚动。中国目前卡车保有量 3600 万，乘用车是 2.4 亿，体量差异巨大，燃料电池靠单个环节很难赚到钱。

氢能源界有「死亡谷」之说：在行业规模没有达到某个数量之前，整个商业链条都会亏损，现金流一直为负。临界点在哪里呢？美国能源署估算，年产十万台氢能汽车时，才能与电车平价。中国年产在 1000 台左右。

「死亡谷」阶段完全依靠国家的补贴，但补贴规模多大、如何落地，都很难精确判断。

▲ Nikola 成立于 2015 年，是一家美国混合动力卡车设计公司，主营氢能重卡和加氢站业务

氢燃料电池公司的运营方式，会像燃气公司一样，「拿下」一个个不同的城市、区域，建立加氢站、装车。而且具有排他性，一家公司运营一个地区，其他家就不能运营，这就意味着一旦拿到某一个区域，至少能获得十年左右的补贴。

美国氢燃料电池重卡公司 Nikola，模式就是客户买车，无需为加氢付费。公司负责在物流公司两端的仓库设好加氢站，或者租车给客户，保证跑线路的客户足够盈利。

最关键的是，现实是现实，未来是未来。

氢燃料电池的上限，谁也不知道，毕竟氢是宇宙中最丰富的元素之一。而锂电池的上限很明显，矿产总有一天会挖完。

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