電動車的最大競爭者──氫動力汽車!?

文／權順鎔；譯／葛瑞絲

二○二一年十月，這本書快要完成的時候，特斯拉的股價是一千美元左右，一月的時候大概是九百美元，在經過幾次調整，衝破最高點後，再次創下歷史新高，換算成市價，大概超過一兆美元，登上汽車公司的霸主寶座，這個數字是豐田的四倍以上、現代汽車的二十倍以上。

如果去問路人：「現代汽車能變得像特斯拉那樣嗎？」會給我肯定答案的人應該不多，因為現代汽車曾經推出「黑歷史」車款Kona Electric，導致大眾對現代汽車的技術與穩定性越來越不信任（按：於二○一八年四月推出，卻接連發生火災意外，現代汽車認為起火原因是電池瑕疵，提供電池的LG Energy Solution則強烈反駁；不過，在召回過程中發現更多電池瑕疵，導致該車款在二○二一年四月，以「現代火燒車」的臭名消失於市場上）。

其實，就算沒有這件事，現代汽車從以前就一直聽到使用者的各種酸言酸語，更重要的是，很多人覺得現代汽車缺乏像特斯拉那樣的創新。

當然，這間公司本身沒有問題，能製造出優良的汽車，只是，特斯拉是改寫市場版圖的公司，所以兩者差異很大。

這麼說來，現代汽車該怎樣，才能成為遊戲規則改變者？也許答案在於氫動力汽車。當然，這不是在說目前現代汽車推出的電動車都很糟，相反的，其實非常好。我曾經搭過現代的電動車IONIQ 5，設計非常漂亮，內部和外部都很精緻，駕駛效能也很優秀。

雖然不能說完全沒有缺點，但以現代汽車的條件來說，已經算很好了，是一輛很精緻的電動車。不過，如果要從IONIQ 5和特斯拉的Model 3中選一個，大部分的人應該都會選擇後者。這代表在電動車及自動駕駛汽車市場中，特斯拉的品牌力量就是如此強大。

不過，如果現代汽車想要攻占高消費族群，勝過德國汽車業者的可能性也不大，此外，國際市場上中低價的電動車很可能已經被豐田全包。

到最後，現代汽車唯一的辦法，就是讓氫動力汽車走向商業化並廣為宣傳。以技術層面來說，現代汽車比其他汽車公司更為優秀；而且，最近許多相關的研究不約而同的出現，再加上政府的穩定支援，此外，這也符合保護環境的理念。

儲存在汽車裡的氫氣接觸到大氣中的氧氣後，會產生電子和水；在這個構造下，化學物質本身就是電池，所以比一般電動車更環保。二○一三年現代汽車成功量產全球第一輛氫動力汽車，帶著「將改寫汽車歷史」的魄力，大規模投資氫動力汽車¹。

氫動力汽車並非透過燃燒氫氣產生能源，而是氫氣與大氣中的氧氣接觸後，產生化學反應後製造出電流，藉此讓馬達運轉。在這個過程中，協助將化學能轉換成電能的就是燃料電池。順帶一提，氫動力汽車使用的氫氣，跟氫彈使用的氫氣完全不同。

氫動力汽車比大眾所想的更安全，我這麼說並非毫無根據，而是參考了非常多文獻資料，也親自詢問過KAIST教授鄭延植。

每次說到氫動力汽車的好話，就會有人懷疑我是不是收了政府的錢、幫忙宣傳，所以我也想提出氫動力汽車的缺點，其中，最大的問題就是價格；氫動力汽車的價格，取決於燃料電池的價錢。

想要大量生產燃料電池來降低價格也不容易，因為核心的催化劑，也就是占成本最大比例的白金，價錢也持續上升。這麼說來，他們應該要開發出能使用其他催化劑，或是少放白金、還能維持效能的技術，但這件事非常耗時。不過，最近我聽到好消息，鄭延植和其研究團隊於二○二○年十月，在期刊《自然通訊》（Nature Communications）上發表比白金效率好上二十倍的催化劑²。他們使用銥（Iridium，化學符號為Ir）來製造立體催化結構，成功提高效率。

那麼，是否只要解決價格問題，未來就是氫動力汽車的天下？我無法立刻回答此問題的主因，是加氫站。簡單來說，想讓氫動力汽車主導汽車市場，必須蓋很多加氫站，但目前仍缺乏基礎設施。

以韓國的情況來看，目前政府經營的氫氣經濟委員會已定下目標，要在二○四○年前，提供六百二十萬臺輛動力汽車、設置一千兩百間加氫站。現代汽車會長鄭義宣則對此表示：「韓國在建構氫氣社會這方面，領先其他國家。」³

截至二○二○年二月，韓國共有一萬一千四百八十一間加油站，所以，如果要設置一千兩百間加氫站，就等於是加油站數量的十分之一，因為不可能所有人都突然購買氫動力汽車，所以以潛在用戶人數對比加氫站數量，似乎還算夠用。

但問題還是在於信賴度及便利性。二○二○年八月報導顯示，目前設置的加氫站中，一半以上都尚未啟用，假設忠清北道清州或忠州附近的加氫站故障，就得開上高速公路，繞到京畿道驪州或安城才能使用⁴。一旦對加氫站的體驗變差，消費者怎麼會願意等到設置一千兩百間加氫站的時候來捧場？

生產綠氫，打造「氫氣社會」

不過，為什麼韓國還是致力於創造一個「氫氣社會」？首先，現代汽車無法放棄目前領先眾人的技術。根據鄭延植的說法，汽車公司其實都在開發氫動力汽車，也就是說，相關市場一旦越過臨界點，競爭就會突然變得很激烈。

這麼說來，在目前市場上保有領先地位的現代汽車，只要能守住技術優勢，也許就能成為遊戲規則改變者。當然，這不表示現代汽車的氫動力汽車的技術很完美。不過，無論是哪種技術，在全新開發及供給的過程中，一定會面臨成熟度問題。就像三星電子順利解決Galaxy Note 7的起火問題一樣，對現代汽車來說，Kona Electric的火燒車事件也可能會是轉禍為福的關鍵。

此外，氫動力汽車非常環保，雖然同樣也不到完美的地步。氫動力汽車使用的氫氣，並不是直接從大自然中採集，而是燃燒化石燃料製造而成，所以有人批評：「氫動力汽車只是看起來很環保罷了。」這個說法，目前還算正確。

氫氣有幾種生產方式，若在化石燃料中放入催化劑──煤炭──後高溫加熱，可產出灰氫；各種工業製程的副產物重組可獲得藍氫；利用陽光或分解水分子則能產出綠氫。如果要保護環境，就要提升綠氫的比例。

不過，目前綠氫只占整體的五％。可是歐盟（EU）正積極鼓勵生產綠氫，計畫在二○三○年之前，要建構五吉瓦的氫氣生產設備，並在二○三五年前建設十吉瓦的氫氣生產設備⁵，也就是說，此後便能名正言順的推廣氫動力汽車。

二○二○年六月的《美國化學學會應用材料與界面》（ACS Applied Materials & Interfaces）上，有一個有趣的相關研究⁶。俄國研究團隊研發出新的二維材料，能從受汙染的水和鹽之中製造出氫氣，報告說，一平方公尺大小的材料，每小時能製造出○．五公升的氫氣。

儘管裡面含有昂貴的白金，萃取的氫氣量也不多，但這只是一份初期研究。實際上，同年十月在《自然能源》上也有研究指出，金屬和水中的氧氣結合程度，將決定獲取的氫氣量⁷。這就是能提升氫動力汽車效率的蛛絲馬跡。現在，提升氫氣生產力的相關研究正陸續出現，代表氫動力汽車普及的時間也逐漸拉近。

我曾經厚臉皮的問鄭延植：「如果你的家人說，要購買氫動力汽車相關股票，你會鼓勵他們投資嗎？」鄭延植教授說：「如果是著眼於成長潛力來投資，當然很有吸引力啊！」換句話說，就是現在很難立刻出現成果的意思。

本書所介紹的技術，並非只是往後一、兩年，而是往後十、二十年的技術。說實在話，大部分現今受關注的技術都是這樣。二○○六年，特斯拉量產第一輛電動車時，美國媒體都嘲笑，說這是目前業界最失敗的舉動。這樣說來，氫動力汽車現在被羞辱，也可能是同樣的狀況。

因為目前沒有明顯的成效，所以會引來負面評價，不過，我們還是可以保持開放的心態。馬斯克的左右手、特斯拉首席技術官史特勞貝爾（J.B. Straubel，現以離開首席技術官的職位，擔任特斯拉高級顧問）說：「想製造電動車的欲望，不是突然冒出來的，人們很容易忘記，他們過去曾覺得電動車是地表最爛的生意點子。」

NOTE

1. HMG雜誌，〈氫動力汽車改變汽車歷史〉（자동차의역사를바꾸다, 수소전기차），HMG雜誌（HMG 저널），（2019）。
2. Kim, Y.J.et al, “Highly efficient oxygen evolution reaction via facile bubble transport realized by three-dimensionally stack-printed catalysts,” Nature Communications 11 (2020), doi:10.1038/s41467-020-18686-0.
3. 金京民（김경민）、金基鎮（김기진）〈備受矚目的氫氣經濟……繼現代汽車之後，韓華曉星也推出了「H Nomics」〉（주목받는수소경제…현대차이어한화효성도 ‘H노믹스’），《每日經濟》（매일경제），（2020）。
4. 趙貴東（조귀동），〈加氫站動不動就故障，一半已癱瘓……會成為氫動力汽車普及的絆腳石嗎？〉（수소충전소툭하면고장, 절반은먹통…수소차확산에걸림돌되나），《朝鮮Biz》（조선비즈），（2020）。
5. Schulz, F., “Germany plans to promote ‘green’ hydrogen with €7 billion,” EURACTIV (2020).
6. Guselnikova, O.et al, “Plasmon-Induced Water Splitting──through Flexible Hybrid 2D Architecture up to Hydrogen from Seawater under NIR Light,” ACS Applied Materials & Interfaces 12 (2020):28110-28119, doi:10.1021/acsami.0c04029.
7. McCrum, I.T., Koper, M.T.M., “The role of adsorbed hydroxide in hydrogen evolution reaction kinetics on modified platinum,” Nature Energy 5 (2020): 891-899, doi:10.1038/s41560-020-00710-8.

※ 本文摘自 《半導體，下一個劇本》，原篇名為〈電動車的最大競爭者，氫動力汽車〉，立即前往試讀►►►