欢迎光顾低温加液站：你把车开进来，将你的信用卡塞入加液仪开口，触摸屏幕并输入你个人的识别号码，然后略等片刻。一个机器人手臂从地面伸出来，找到你的油箱盖并取下来；喷嘴开始注入-253℃的液氢。3分钟后，机器拧紧盖子并缩回去，而你随着CD盘的刺耳音乐“天生会跑”绝尘离去。

是空想吗？德国汽车制造商大众公司和梅赛德斯-奔驰公司说，并非如此。它们与德国最大的石油公司之一阿拉尔（Aral）业已合作投资开发机器人加油站，它能成功地为小汽车加汽油或柴油。剩下的唯一任务就是用这种机器人输入超冷液氢——工程师们认为他们很快就能克服的一个挑战。

如果他们是对的，氢燃料汽车商业化生产最大的障碍之一将被扫除。“我认为我们的下一代无疑将会驾驶氢燃料汽车”，巴伐利亚大众公司资助的一名氢能研究人员泰奥多尔 · 艾克尔（Theodor Eckel）说。大众已有6辆氢燃料小汽车投入营运。

氢作为地球上结构最简单和最常见的元素之一，早已被誉为世界环保的救星。它在汽车发动机内燃烧时不产生二氧化碳——一种使全球变暖的主要气体。如果对排放不加控制，发动机会排出约30%的氮氧化物和10%的碳氢化物。碳氢化物来自空气中的碳氧化物和燃烧室中的微量石油。国际氢能协会主席尼雅 · 维齐罗格洛（Nejat Veziroglu）说，氢是世界环境问题的“永久解决办法”。然而迄今为止的过渡研究没有成功。

生产氢的最佳途径是电解水，然后氢被液化以便运输。但是经过层层加码，这些过程使氢比化石燃料更贵。其极低的温度使人对液氢难于下手和分配。这还不是唯一的问题。正如尽人皆知的1937年毁灭了兴登堡号飞艇的大火，其戏剧性影片片断所表明的那样，氢是高度可燃的。它也是氢弹的核心材料，换言之，氢具有严重的公共安全问题。

不管怎么说，德国工业界采用氢是慎重的，并且正在试图解决这些问题。在此领域领先世界的大众公司说，2010年第一辆商业化氢燃料小汽车将打入市场。独立的科学家、技术专家和经济学家小组为德国政府所做的一项研究估计，到2025年，全部小汽车中将有2%以氢为燃料。大众公司宣称：“石油时代正值暮年。我们需要节省能源和保护环境的替代能源，后者的使用开始得愈早愈好。

在1996年6月召开的斯图加特第11届世界氢能大会上，当大众公司展示了4辆氢燃料小汽车时，美国观众震惊了。他们从未见过任何像这样的东西。加利福尼亚的利弗莫尔的桑迪亚国家实验室氢计划负责人杰 · 凯勒（Jay Keller）说：“你可以踢踢轮胎来感受它，这小汽车有真皮座位，你坐上去时，觉得很像大众车：它的气派像大众，跑起来也像一辆大众他补充说，德国汽车工业比他预期发展快得多。

凯勒的课题组正在开发一种能燃烧氢并以电动机驱动的混合型小汽车发动机。美国缺乏这方面的工业领导地位，因而美国汽车制造商几乎没有兴致探索氢燃料汽车。“在欧洲，没有巨大的能源可供应，而人们对环境的质量却很敏感”，他说，“在美国，我们有廉价能源，任何严重的空气质量问题都只局限在像洛杉矶那样的地区。”

大众公司的弗兰兹 · 约瑟夫 · 温侧尔（Franz-Josef Wetzel）定期驾驶一辆该公司的氢能示范小汽车，它也能用汽油行驶，发动机上设计了两个平行的燃料注入系统，一个用氢，另一个用汽油。要从一个系统切换到另一个你只需轻轻按一下变速杆旁边的开关就行。温侧尔说这种车使用氢可产生150马力和210公里/小时的高速；相比之下，用汽油是210马力，最高速度240公里/小时。

这种车的一大问题是，现在氢的成本约为汽油的3倍；一辆氢燃料小汽车成本是常规小汽车的2倍。大众公司希望随着技术的更新和大批量生产，其成本会下降。但是得承认，在今天，氢决不会像汽油那么便宜和方便。相反，把使用氢的积极性放在限制小汽车废气排放标准是有道理的。公司说，到2000年世界上绝大多数废气排放的法定限额将比1970年标准的5%还少。氢燃料小汽车将是适合新标准的“零排放”小汽车开发的最佳途径。

常规车和氢燃料小汽车之间，存在的主要差别是油箱设计。液氢贮于后座之后的圆柱形大瓶中，它装有5个大气压的120升液氢，装满时重60公斤。氢靠70层铝箔和玻璃纤维保持低温，它们在真空中组装，内外低温瓿之间厚3厘米——就像一个巨大的超级高效热水瓶。中等的小客车靠一箱液氢可行驶约400公里，温侧尔说，这大约是汽油驱动小汽车行程的一半。

目前温侧尔的小汽车在巴伐利亚纽伦堡大众公司部分资助的一个氢能研究中心进行加氢。把管子从湿淋淋的用冰层包裹的3000升液氢贮罐中拉出，在燃料注入燃料箱前由人工连接到小汽车上。泵嘴插入燃料箱后，一套气动系统便会把一个气密的橡胶密封装置关紧。最重要的是人要避免接触液氢，因为严寒会造成严重冻伤。

与此同时，大众已开始将应用压缩天然气为燃料的小汽车推向市场，并正计划在近几年内引进液化天然气小汽车。该公司把这些气体燃料汽车看作向氢燃料小汽车的过渡。加气站可从现存的供应系统取得天然气，而天然气发动机比汽油发动机排放的温室气体更少。大众的研究人员相信贮存和运输天然气的设备大部分也适用于氢。

大众主要的竞争者之一梅赛德斯-奔驰公司也在从事氢的开发，但已整个地放弃了内燃机。今年初，该公司披露了称作奈卡（Necar）Ⅱ型的电动车原型，它以燃料电池为动力。该电池靠电解水的相反过程工作。氢通过正极馈入，氧以空气的形式通过负极。中央的聚合物电解质涂有一层铂催化剂，它激活氢，使分离成质子和电子。质子通过电解质和氧起反应生成水，电子则形成电流。

实质上奈卡Ⅱ排放的唯一气体是水蒸气。梅赛德斯-奔驰说它是世界上第一辆以燃料电池为动力，适合于日常使用的小汽车，并预测它到2010年将进入商业化生产。这与美国能源部在2004年生产美国第一辆燃料电池小汽车的计划，形成了鲜明对照。通用动力、福特、克莱斯勒、丰田、本田和雷诺也正在对燃料电池进行调研。梅赛德斯-奔驰公司的首脑赫尔穆特 · 维尔纳（Helmut Werner）说：“我们能够从燃料电池技术的开发中赚到钱。”

奈卡Ⅱ采用加拿大巴拉尔（Ballard）公司开发的300个燃料电池，可产生50瓩电力。它的顶部带两个氢气瓶，看上去更像一辆小巴士而不是小汽车。该原型功率相当于45马力，最大速度110公里/小时，能行驶250公里。使用梅赛德斯-奔驰下一期计划开发的、以甲醇为燃料的发动机，所产生的氢气再充入燃料电池，它的行程还能提高。

因为速度和里程有限，燃料电池车辆的第一批使用者可能会是城市公共汽车公司，以及其它虽使用大型运输车却不必快速行驶很长距离的企业。巴拉尔公司已研制出一种使用氢燃料电池的275马力“零排放”发动机的电动公共汽车。其中的3辆1997年初将在芝加哥开始试用。

但是，不管氢能是通过内燃机还是燃料电池释放，如果它行将成为未来燃料，我们的需求量是很大的。用化石燃料发电再电解水没有意义，因为通过使用氢得到的环境上的效益将因发电站造成的污染一扫而光。因此，德国动力公司正尝试用太阳能电池发电制氢。两个德国主要的电力公司，贝恩瓦克（Bayernwerk）和西门子，给“巴伐利亚太阳能制氢”（SWB）投资6000万马克（2500万英镑），由该公司经营纽伦堡的研究中心。

在那寂静的山林中， 4200 M²的太阳电池阵列发出高达350瓩的电力，用于从蒸馏水产生氢。目前这种处理远不是经济的：该公司制备的氢比用甲烷商业化生产的氢贵30倍。SWB的泰奥多尔 · 艾克尔（Theodor Eckel）说：“光电是最潇洒但也是最昂贵的解决办法。”

产品成本随技术的进步或开发阳光充沛的场地而明显下降。大众公司正研究在北非建造1兆瓦工厂的计划。这一思想是加利福尼亚州使用抛物面镜阵列聚光集热发电厂的模拟。在其附近生产氢并航运至德国。大众说，“这将标志着某种国际能源贸易新形式的开端。”作为第一步，该公司已委托德国乌珀塔尔（Wuppertal）气候、环境与能源研究所对大规模太阳能发电会否对环境产生冲击进行调研。

艾克尔说，风力发电机、潮汐发电机和水力发电系统都能制出“干净的”氢。最为雄心勃勃的方案是在加拿大实施的欧洲-魁北克水-氢试验计划。当地的科研人员想用圣 · 劳伦斯河的廉价水电制取氢。欧盟、魁北克和加拿大负责的计划，其前景选择涉及建造192米长油轮的船队，每一艘能运载15000立方米液氢横渡大西洋。

另外的计划，包括在慕尼黑机场的一架氢燃料飞机和一队氢燃料公共汽车和小汽车是同样庞大的。

无疑，与可再生能源生产的氢燃料接轨将戏剧性地减缓大气污染。大问题仍旧是氢的利用成本。

在任何情况下，还有其他因素应该计入。伦敦大学运输政策教授菲尔 · 哥德温（Phil Goodwin）指出，小汽车增加的主要约束不是污染或经济性，而是交通拥挤。如果发展中国家拥有像发达国家那么多小汽车的话，世界车辆总数将增加5~10倍。他说：“即使世界上每一辆小汽车都用从海洋提取的氢行驶，街上也没有地方容纳它们。”

[New Scientist，1996年11月23日]