奔驰公司的董事长说：“燃料电池就是汽车工业的未来。”

　　燃料电池车并不是很遥远的未来，世界汽车市场在 5-10 年内将会重新分配，一场竞争已经开始。

　　目前最为紧迫的是，中国采取什么样的战略和途径参与这场竞争。

　　在今年第五届北京国际汽车工业展览会上，当人们怀着新奇的目光寻找各自理想的家庭轿车的时候，电动车、替代燃料车、混合动力车等环保型绿色汽车已经开始崭露头角了。但很少有人会注意到两家领衔世界汽车发展趋势的著名公司——丰田和奔驰一推出了代表着汽车工业未来的燃料电池车，燃料电池车将极有可能带来汽车工业的一场革命。

　　石油短缺与环境污染呼唤一种无污染和不依赖石油的新型汽车的出现，而燃料电池车恰恰符合人们心中的理想。

时代骄子燃料电池：从宇宙飞船到理想汽车

　　氢燃料电池的实际开发直到本世纪 60 年代才开始。由于其极高的能源效率和无污染，最初被选择用于美国的太空计划，为双子座和阿波罗宇宙飞船提供电能和水。阿波罗飞船和现在的航天飞机全部都是用碱性氢燃料电池为供电电源的。

　　美国航天局的氢燃料电池技术在 80 年代初开始转让给一些私营企业，目前，美国、加拿大、西欧各国以及日本、韩国的多达几十家公司与研究机构都取得了“非独占性专利”，并在此基础上，发展出各自的技术。在汽车发动机方面，走出在最前列的，仍是加拿大的贝拉公司和美国的国际燃料电池公司（IFC）。

　　真正有意义的环保汽车的倡导是从 90 年代开始的。环保汽车的努力方向应是力求降低能耗和使用清洁的可再生的能源，达到污染零排放，减少材料消耗和汽车重量，有利于汽车回收。

　　由于衡量汽车的指标是多样的，因此比较不同技术并作出选择常常是困难的。目前的环保型汽车主要有三类：替代燃料车，电池电动车和氢燃料电池车。这几种技术主要指标的比较请参见附表。

　　尽管氢燃料的电池车存在制氢、储氢以及基础设施等问题，目前的成本也较高，但仍然是最有发展潜力的技术。在技术上，所有大汽车公司都在加紧开发，下世纪初实现商业化已成定局。在环境上，其他低排放车在 2010 年都达不到较高的环境标准，而氢燃料电池不仅局部无污染、无噪音，提高燃料效率，还能最大限度地减少不可再生能源的消耗。在经济上也具有较大降低成本的潜力。所以氢燃料电池技术独树一帜，最有可能领衔汽车工业革命的新潮流，成为下世纪氢能源经济的标志。

　　国际能源界预测，2l 世纪有可能将是一个氢能源经济的时代。由于污染问题，全球大气变暖问题，15 到 20 年内国际石油天然气价格可能爆涨，全球能源结构将向氢能源过渡。在氢能源经济结构下，所有一次能源都将首先转化为氢，然后送给用户。

　　今后氢的来源可以是煤，也可以用太阳能、风能、水电等通过电解水取得。汽车工业向燃料电池技术的过渡也是符合这一大趋势的，并且会反过来加速这一趋势。

氢燃料电池车：一场革命即将爆发

　　1997 年 4 月汽车工业界爆出重大新闻：一是德国的戴姆勒 . 奔驰公司决定投资两亿加元与加拿大温哥华的贝拉动力系统公司合资，成立氢燃料电池车发动机公司。这个合资公司计划在 5 年之后年批量生产 10 万台氢燃料电池发动机，并将首先投放加利福尼亚市场，2005 年燃料电池轿车全面进入市场。几乎与此同时，丰田汽车公司宣布投资 8 亿美元开发非石油燃料电池汽车。一年以后，1998 年 4 月，美国福特汽车公司投资 4.2 亿美元，加入了奔驰和贝拉的联盟，成为燃料电池汽车开发的又一次革命性决策。紧接着，今年 8 月，台湾一家公司 - 三阳械车（SYM）- 准备开发燃料电池摩托车，这对人均收入水平达到可以发展摩托车的发展中国家，尤其是快速经济增长的亚洲国家，具有非常重要的意义。

　　不断增长的能源与环境压力使汽车工业界一直没有停止过开发新的发动机技术，然而，各大汽车公司一直徘徊在电动汽车、天然气发动机、混合动力车、酒精与甲醇内燃机，以及氢燃料电池等多种选择之中。发生在 1997 年春天及其后的几项决策使得所有大汽车公司全部把注意力转向氢燃料电池。与燃料电池相比，其他所谓过渡性技术的开发虽尚未完全停止，但已失去了战略性地位。

　　近两年来，除上面提到的几家公司外，通用、克莱斯勒、三菱、尼桑、本田、大众、沃尔沃、标志等几乎所有大汽车公司都争先宣布了氢燃料电池汽车的计划，预计 2000 年之后将先后推出样车。有关燃料电池的研究进展层出不穷，奔驰与丰田独领风骚，奔驰公司的第三代燃料电池轿车 NECAR3 与丰田的第二代燃料电池越野车 FCEV，在 1997 年 9 月法兰克福汽车展上大出风头。1997 年 10 月，美国能源部和利特尔咨询公司宣布，他们成功地从汽油中提取氢用于燃料电池来驱动汽车，它可以产生两倍于汽油的动力并减少 90% 的排放。1997 年底的第 32 届东京汽车展和 1998 年初的底特津北美国际汽车展绿色之风劲吹，简直成了各大汽车厂较量环保汽车的竞技场。今年 9 月，欧盟宣布，由它资助的利用燃料电池技术的 Fever 样车已经可以续驶 500 公里，最高时速达 120 公里/小时。

　　由于燃料电池汽车的开始目标已瞄准近期市场（5-10 年），因此，汽车公司与燃料电池技术开发工厂的合作势不可免。目前最为紧迫的是，中国采取什么样的战略和途径参与这场竞争。

机遇与挑战：中国汽车能否开进 21 世纪

　　对于中国来说，尽管从过渡低排放车 - 低排放车 - 超低排放车 - 零排放车的技术转变逻辑，可以充分利用现有条件和避免失误，但在知识经济的快节奏下却可能失去战略先机。直接向氢燃料电他技术过渡，可以减少中间过渡技术的研制开发成本，奔驰、丰田公司正是采取“蛙跳技术”，成为氢燃料电池技术的领军企业。汽车工业走向清洁能源、走向保护环境是大势所趋。谁的环境意识觉醒得早，谁看得更加长远，谁就可能占领未来的市场，获得通注 2l 世纪的通行证。

　　总体来看，中国尚处在机动化的初级阶段。城市大气污染却越来越严重，大城市交通问题日益突出。此外，我国 1993 年就已成为石油净进口国，汽车数量的逐年增长，势必增加我们对进口石油的依赖。以上种种迹象表明，中国汽车工业的出路必须寻找高效、清洁替代能源以及环境友好的先进汽车技术。

　　但目前的现实是，与国外大公司纷纷斥资进军新型环保汽车市场相对照，我国各省区却以几十倍于奔驰公司在燃料电池方面的总投资进口了大量微型车、摩托车流水线，基本是规模小、技术落后、成本高、污染严重、国际市场竞争力低下，在五年左右就有可能失去经济价值。我们不希望看到汽车工业出现像彩电、洗衣机、VCD 等行业因低水平重复建设而进行恶性竞争的局面，利用氢燃料电池技术调整汽车产业结构是面向 21 世纪的明智之举。对于中国，可能最紧迫的还是首先国内各部门（汽车、能源、技术开发单位）必须达成一定程度的共识，应使决策者充分了解到 -- 工业技术发展的趋势、意义、机会和风险，为今后决策提供科学依据。

　　我国虽从 50 年代就开始对碱性燃料电池的研究，并取得过重大进展，但此后由于缺乏统一的规划和足够的经费支持，与发达国家的研究水平差距逐渐拉大。自“八五”期间，中科院及一些院校开展了对新一代燃料电他的研究工作，为今后我国的燃料电池技术开发奠定了良好基础。鉴于国外在某些燃料电池技术的基础研究方面已比较成熟，因此应首先在有市场前景的领域合作进行商业化示范项目，反过来，再促进研究项目的开展。

　　鉴于氢燃料电池技术对于我国具有十分重要的战略意义，政府应在推进该技术过程中扮演重要角色。为此建议：

　　1. 指定或设立机构负责组织、协调燃料电池技术的研究与开始工作，制定我国氢能发展的长远规划。

　　2. 积极参与燃料电池技术的商业化合作，开展商业化示范项目，包括氢燃料电池公共汽车、轿车和摩托车等的示范。

　　3. 严格限制内燃机汽车生产线的进口。

　　4. 在重点城市实施更加严格的汽车尾气排放标准，鼓励氢燃料电池、清洁替代燃料等环保型汽车的使用。

介绍几种主要的燃料电池

　　燃料电池的种类是以电解质划分的。

　　1. 质子交换膜燃料电池

　　质子交换膜燃料电池以含氟高分子薄膜涂以铂黑催化剂为电解层，其阴极阳极都是石墨板，绝大部分车用燃料电池都采用质子交换膜燃料电池。

　　2. 磷酸燃料电池

　　磷酸燃料电池与质子交换膜燃料电池结构类似，唯有中间的电解质夹层采用磷酸。这一技术的特点是功率较大、长寿命等。

　　3. 高温燃料电池

　　包括熔融碳酸盐燃料电池和固体氧化物燃料电池，它们分别用熔融碳酸盐和固体氧化物作为电解质，燃料转换可以直接在燃料电池内进行而无需外设转换系统。

　　4. 碱性燃料电池和直接式甲醇燃料电池

　　碱性燃料电池是最早也是目前正在用于航天工业中的技术，它用氢氧化钾作为电解质，由于成本高，限制了它的商业应用。

　　直接式甲醇燃料电池与质子交换膜燃料电池类似，可以用甲醇直接输入发电而无需转换成氢气，但这一技术尚在萌芽中，离应用还有很大距离。其他还有再生燃料电池等。

燃料电池不是电池无需燃烧
——氢燃料电池的原理与技术特点

　　与一般电池的概念不同，燃料电池不是储能设备，而是发电设备；它不会用尽或需要充电。

　　其发电过程是氢与氧结合成水，不经过燃烧直接发电。氢燃料电他的发电原理是一个电化学过程，作为燃料的氢通入阳极，氧化剂空气通过阴极，两极之间是电解质与催化剂在动力装置中，燃料电池发出的直流电转换为交电流电并带动交流电池机作功，除电动机外，整个系统没有转动部件并且没有燃烧过程，从而达到比内燃机高 2-3 倍的效率，并具有无噪声、长寿命、高可靠性、少维护、局部排放为零等优点。

　　燃料电池需要气体氢作燃料，在汽车动力系统中，一般采用两种方式解决能源供应问题。一是储氢，第二种供能方式是直接携带液态燃料（如甲醇、燃油、液化石油气、压缩天然气等）。液态燃料必须经过转换，这样燃料转换系统必须装在发动机系统内。