根據Fuel Cell Today統計，近三年來燃料電池的出貨量都有超過50％的成長率；研調單位也預估，燃料電池市場將從2013年的6.3億美元成長至2018年的25.4億美左右，燃料電池已然成了一個新興產業，且其產值正逐年擴大，其中成長潛力最大的應用就是在車用市場。

上期北美智權報介紹過最熱門的鋰電池電動車（請見：「2014年電動車產量遽增67% 動力鋰電池需求將引領市場十年」，不過當各界未來能源汽車的焦點都放在美國特斯拉（TESLA）電動車上頭時，日本豐田汽車（Toyota Motor Corp.）卻在近日聲勢浩大的宣布將於明（2015）年4月之前，推出量產版的FCV Concept 氫燃料電池車（Fuel Cell Vehicle）。氫燃料電池車是使氫或含氫物質及空氣中的氧，通過燃料電池產生電力後，再以電力推動電動機而發動車輛。

為什麼說Toyota氫燃料電池車是TESLA電動車最大的對手？光比拼續航力，TESLA電動車 Model S 426公里的續航力，已經笑傲鋰電池電動車界，但是FCV氫燃料車公布的續航力數據至少500公里以上，完全解決了電動車行駛里程數太短的致命傷。

圖一、Toyota 新亮相的量產版FCV氫燃料電池車，預計明年在日本、美國和歐洲市場推出，售價約為700萬日圓（折合新台幣約210萬元）。

圖片來源：Toyota

2009年，日產在日本發起新FCV計劃，日產、福特汽車、通用汽車、現代集團、豐田、戴姆勒、雷諾、起亞汽車發表聯合聲明，將研發燃料電池車，預計2015年完成。目前已經上市的氫氣車，包括BMW 於2007年限量生產上市的Hydrogen 7，以及本田汽車（HONDA）在2008年以出租車形式推出的FCX Clarity氫燃料電池演示車。

什麼是燃料電池？

燃料電池其實有五種：鹼性燃料電池、磷酸燃料電池、液化碳酸鹽電池、固態氧化物電池和高分子陽離子交換膜燃料電池。不過主流則是以聚四氟乙烯為原料製成的高分子陽離子交換膜燃料電池。

燃料電池電動汽車是利用氫氣和空氣中的氧在催化劑的作用下，在燃料電池中經由電化學反應產生的電能，作為主要動力源驅動的汽車。由於燃料電池的發電方式簡單，體積比傳統的發電機小很多，再加上它的能量效率高、使用壽命長達10～15年，排放物質又是不具污染性的純水，因此可應用範圍很十分廣泛。除了車廠之外，手機廠、筆記型電腦廠、PDA等個人行動電器廠商，也都密切注意燃料電池的發展。

燃料電池電動汽車實質上也是電動汽車的一種，主要區別在於動力電池的工作原理不同。燃料電池是通過電化學反應將化學能轉化為電能，電化學反應所需的還原劑一般採用氫氣，氧化劑則採用氧氣，因此最早開發的燃料電池電動汽車多是直接採用氫燃料，氫氣的儲存可採用液化氫、壓縮氫氣或金屬氫化物儲氫等形式。

燃料電池車的續駛里程取決於所攜帶的氫的量，而燃料的選擇、存儲與供給體系及安全問題，與汽車主體結構同樣重要。燃料電池可以使用多種燃料，但主要為氫氣、天然氣和甲醇。不過，由於氫氣揮發性高，擴散快，在管道、容器中容易泄漏。當氫氣在空氣中的濃度達4％時，就有可能引起爆炸，燃料系統的安全性也是關鍵問題之一。（註1）

目前推動燃料電池車最積極的是豐田汽車，豐田先前推出的Prius車款，是油電混合車中非常熱賣的產品，2013年在台灣一般進口轎車市場中獲得第三名，去年度共進口1,439輛，平均每月銷售122輛，比起2012年的956輛有著相當幅度的成長。豐田宣布氫燃料電池車將於2015年上市時信心滿滿，認為氫燃料電池驅動的電動車才是環保電動車中的王道，包括鋰電池在內的對手，都只不過是過渡技術。

豐田投入燃料電池車研發已行之有年，擁有超過2,400項相關專利，豐田選用的氫氣可由太陽能、風力等方法生產，壓縮後容易儲存與運輸，能量密度也比一般電池更高，對燃料電池車而言是相當理想的替代能源。除了豐田以外，包括通用、賓士、BMW、現代，也都正積極發展氫燃料電池汽車。

鋰電池車VS.燃料電池車

和燃料電池車相比，鋰電池電動車贏在起步及商業化的時間較早，但燃料電池電動車的支持者持認為，燃料電池車比鋰電池車擁有更多優勢。若以充電時間來比較，燃料電池車加滿氫只要短短3～5分鐘，就跟加油一樣快，便利程度遠高於需要充好幾個小時電的鋰電池車；而且燃料電池車加滿氫後可行駛的里程數，幾乎等同於汽車。此外，豐田看好氫燃料電池車，更是因為氫燃料的成本將有望持續降低，未來可望與汽油一樣便宜。預計在2017年時，氫燃料電池每千瓦(kw)成本可降低至30~50美元，在2020年之前，氫燃料電池車的成本將可與汽油車抗衡，但純電動車成本要下降更困難，在成本競爭上可能仍輸給汽油車。

製程改良 氫燃料電池車成本勝出

目前製造氫氣的主流方式是以甲烷水合法，產生氫氣與一氧化碳，這個製程會浪費部分能量到一氧化碳上，全球龍頭化學集團德國巴斯夫（BASF）正在進行一項改良製造氫氣製程的研究計畫，研擬在超高溫下讓甲烷直接脫氫，產生氫氣與碳，固體碳很容易與氫氣分離，而且可直接賣給煉鋼廠，供煉鋼使用。過去要在超高溫製程的成本過高，但巴斯夫致力於研發廢熱回收系統，將熱能保留在系統內，讓製造氫燃料成本比現在的甲烷水合法減半，未來氫燃料電池車的成本優勢將逐漸顯現，因此豐田才會認為，其他種類、高成本的電動車不過是「賠錢貨」。

不過，加氫設施缺乏將是發展燃料電池車最大的阻礙。豐田對於氫燃料汽車是勢在必得，為了明年能順利推出氫燃料電池車，今年9月開始由子公司豐田通商株式會社（Toyota Tsusho Corp.）、法國液化空氣公司 Air Liquide SA合資在日本打造三座商業化的氫燃料電池加氫站，最快今年底就能正式啟用。雖然一座加氫站造價為6～7億日圓，但日本政府有提供補助政策，將補貼約1.9億日圓。

加速氫燃料電池車推廣 日本政府多管齊下

目前日本已經有12座營業中的加氫站，日本政府為推動能源政策，打算在2016 年3月底前將加氫站的數量增加為100座，明年度補貼加氫站的預算更高達400 億日圓。為了加速燃料電池車普及，日本政府也將提供購車補助制度，雖然豐田推出的氫燃料電池車售價達700萬日圓，比起市售其他一般車款價格高出不少，但若消費者購買燃料電池車，每台最少將獲得日本政府200萬日圓的補助金，對於氫燃料電池車推廣是一大利多。

此外，日本政府於今年6月制定了燃料電池車的普及時間表，除了在2015年祭出購車補貼制度，更計劃於2025年結束前將燃料電池車價格壓低至300萬日圓以下水準，價格將媲美現在日本盛行的油電混合車。

另一個積極發展氫燃料汽車的地區是美國加州，美國加州已投入超過2億美元興建氫燃料補給站，目前加州有座專為轎車設計的加氫站、其他2座則為巴士設計，還有69座則還在建設當中。現代汽車已經在北美首先推出長期租賃型的燃料電池電動車Tucson FCEV，續航力可達426公里、每個月租賃費為499美元（約新台幣1.5萬元），並提供免費加氫氣和維修服務，可見北美市場也會是未來將會是最主要的戰場。

此外，根據國際氫能與燃料電池夥伴（International Partnership for Hydrogen and Fuel Cells in the Economy）的統計則顯示，至2015 年底為止南韓會建設43座加氫站，德國則計畫在2017年底前建設 100 座。

雖然現在燃料電池汽車的周邊設施遠不及鋰電池電動車，但是從成本競爭力來看，純電動車昂貴的電池將是取代汽車的致命傷，除非能夠大舉突破電池高成本的限制，否則燃料電池汽車必定猶如TOYOTA所言，將是TESLA電動車最大的對手。

備註

1. 資料來源：燃料電池電動汽車（http://wiki.mbalib.com）

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