这样的公司丰田，尼古拉而且H2X在氢燃料电池汽车上加倍投入，并将其定位为更受欢迎的零排放电动汽车的替代品。这些公司和一些支持者认为燃料电池汽车可能是这是在不牺牲航程和有效载荷的前提下实现运输部门脱碳的关键由于燃料电池汽车的电池更小，重量更轻。

尽管氢技术已经变得如此诱人，但它也遭到了尖锐的批评。伊隆·马斯克嘲笑他的竞争对手尼古拉，在他们发布了最新的氢燃料卡车后，他在推特上说，这项技术是“惊人地哑．”

马斯克是在保护自己的生意，还是有自己的道理?对于那些寻求减少汽车空气污染和气候排放的城市来说，仔细观察就会发现电池电动技术和燃料电池技术之间的取舍——以及潜在的使用案例。

为什么要扔掉电池?

和纯电动汽车一样，燃料电池电动汽车承诺零尾气排放。当空气中的氧气进入燃料电池堆的另一侧时，他们通过从油箱中泵出氢气来发电。在燃料电池堆内部，氢分解成质子和电子产生电能，然后再结合，通过排气管排出水蒸气。来自燃料电池堆的电能被输入到驱动电动机的电池中。根据氢分析资源中心，全球有超过2万辆主动燃料电池汽车;其中约14%为公共汽车，6%为卡车，其余为轻型乘用车。2016年，燃料电池汽车占只有0.5%零排放汽车销售总量的四分之一，而这些汽车大多只在少数几个国家(欧洲、美国、中国和日本的部分地区)运行。

一般来说，燃料电池电动汽车和纯电池电动汽车有三个关键的区别。

燃料电池汽车仍然有电池，但它们比纯电动汽车小得多，也轻得多。一般来说，电池比内燃机重，对于某些类别的车辆来说，额外的重量可能会成为一个问题。例如，电池电动卡车中600千瓦时电池的额外重量可以减少3%的货物运力和用柴油发动机驱动的卡车相比。因为燃料电池汽车是以氢的形式储存能量，它们的电池也可以小6到50倍而不是纯电动汽车。电池重量的降低对那些需要大量电力但又需要最大化有效载荷的车辆尤其有利，比如货运和航空。

燃料电池汽车也有一个油箱。与更轻的电池相结合，这种能源系统使它们能够比纯电动汽车行驶更远的距离，因为它们在较低的密度下存储更多的能量。专注于效率和从油井到车轮的分析的研究发现，燃料电池汽车可能具有竞争力射程超过400公里．

但关键是，燃料电池汽车需要比纯电动汽车多得多的加油基础设施，后者更类似于传统的内燃机汽车。与直接接入现有电网的纯电动汽车不同，燃料电池汽车使用氢燃料，需要生产、运输和储存。这种基础设施限制了它们满足可持续能源和可持续移动目标的双重需求的能力，就像纯电动汽车所做的那样——例如，阻止它们参与汽车电网集成．

基础设施是燃料电池和纯电动汽车之间最昂贵的区别，因为氢燃料供应链中涉及的利益相关者非常多。在一些国家，燃料电池汽车市场正在努力发展，但它们依赖于大量的政府投资．燃料基础设施和氢气生产成本构成在30 - 60%之间占燃料电池汽车部署总成本的一半。车站的费用一般在1 - 2百万美元，取决于地理位置。车站容量一般在200 - 600公斤/天，足以填满其间6路和20路巴士．相比之下，费城的充电站需要花费大约100万美元25辆纯电动巴士的车队。

对可持续发展的进一步了解

根据充电和制氢产生的排放，燃料电池和纯电动汽车排放的污染物比内燃机替代品少，是唯一有可能不排放二氧化碳的技术。在美国，从普通电网充电时，一辆纯电动汽车平均每英里排放176克二氧化碳。以蒸汽-甲烷重整氢为燃料的燃料电池电动汽车每英里排放约241克二氧化碳。这两种技术不仅比汽油驱动的内燃机汽车排放的碳要少得多，它的二氧化碳排放量达到了每英里414克但它们排放的氮氧化物和颗粒物等空气污染物也更少，而这些污染物会导致空气污染每年有数百万人过早死亡．

然而，无论是燃料电池还是纯电池电动汽车也都有潜在的如果我们看他们生命周期的排放量而不是他们的效率。使用内燃机的车辆的终生排放量最高，从27-45吨二氧化碳当量不等，主要来自发动机和尾气排放。在其使用寿命中，纯电动汽车可以排放20-27吨当量的二氧化碳，其中电池制造产生了大量的排放。最后，燃料电池汽车可以排放废气相当于22-35吨二氧化碳其中很大一部分来自于氢气储存、燃料电池组件和从井到罐的燃料循环。在所有的汽车技术中，燃料电池汽车是典型的在汽车制造过程中排放最多．(这些价位都是基于普通中型汽车。)

让事情变得棘手的是，虽然生命周期排放和总拥有成本是理解这些技术的长期效益的关键比较，但生命周期排放很难量化，也很难在不同地区进行比较。例如，由于现有基础设施的不同，发电和制氢产生的排放量差别很大。在一些燃煤发电厂为电网提供大部分能源的地方，改用纯电动汽车可能会产生更高的生命周期排放而不是内燃机汽车。然而，在大多数地方，电网足够干净，纯电动汽车可以产生更多的排放减少与一切照旧的情况相比，在一些地方，如水力发电更为突出的南美洲，这些削减的影响甚至更大。

电池和燃料电池电动汽车的支持者认为，该技术可以通过在非高峰时段使用电网来鼓励更多的可再生能源，而非高峰时段可再生能源在可用能源中所占的比例更大。然而，当涉及到燃料电池汽车，大致76%的产氢量来自天然气。全球只有2%的氢气生产是通过电解生产的——这是唯一一种有可能由可再生能源提供动力的制氢方式。此外，无论使用何种生产方法，燃料电池汽车都需要储存和运输氢气。这些额外的步骤增加了成本和相关的排放。

什么时候收益大于成本?

虽然这项研究还处于起步阶段，但有一些证据表明氢燃料电池汽车可以用于重型货运，城市之间的交通(via公共汽车或火车)，航空而且航运．在建设一个更加可持续和健康的运输部门的背景下，这些远程车辆类别非常重要。然而，它们是所谓的“难以减少”的部门——特别难以通电的车辆和用例。在所有这些情况下，车辆必须在不增加太多重量的情况下储存大量的能量。与乘用车出行不同，这类出行也难以减少或管理。乘用车出行的综合出行方式可以让人们在不使用私家车的情况下更容易出行。此外，有证据表明，燃料电池汽车保留了更多的里程寒冷的天气环境．在这些情况下，燃料电池汽车更轻的电池和储气罐有潜力比纯电动汽车更适合。

就目前的技术水平而言，燃料电池汽车在短途旅行和其他车辆类别(如轿车、两轮车或城市公交车)中用处不大，而在这些领域，纯电动汽车往往比它们更耀眼。纯电动汽车需要更少的新基础设施，而且可以更好地支持以交通为导向的发展政策这有助于减少汽车旅行的需求，并在无法避免旅行时，将用户转向更健康、更可持续的选择，如步行、骑自行车和公共交通。通过将充电基础设施放置在司机可以轻松离开汽车、步行或骑车前往下一个目的地的地方，纯电动汽车也可以将电池存储回馈给电网，有可能为司机和城市带来额外的好处。燃料电池汽车必须像传统汽车一样定期加油，它们没有同样的动力整天停在路边。它们也不能在紧急情况下作为移动储能资产或提供帮助平衡电网负荷，鼓励可再生能源生产为农村地区提供更大的能源保障。

所以，燃料电池汽车在某些情况下是有意义的，但不是很多。不幸的是，目前的政策激励措施并没有有效地集中在燃料电池汽车可以产生积极影响的远程重型行业的实施上。大部分政策支持燃料电池汽车的部署目前专注于汽车、公共汽车和一般基础设施美国对货运的支持有限，对航空的支持则完全没有。部分由于这些政策，大约80%的燃料电池汽车今天在路上行驶的是轻型乘用车。

电池和燃料电池电动汽车都可以在创造更可持续和更安全的出行方面发挥作用。然而，为了确保零排放车辆得到有效部署，且不增加总体车辆使用量，政策制定者应该研究如何让不同的技术服务于不同的车辆类别，并更精确地应用政策激励措施。

埃莉诺·杰克逊是WRI罗斯可持续城市中心全球电动移动团队的研究和通信助理。乐动体育赛事评测c