연료 전지 자동차 (FCV) 또는 연료 전지 전기 자동차 (FCEV)는 배터리 대신에 연료 전지를 사용하거나 배터리 또는 수퍼 커패시터와 함께 전기 자동차의 온보드 전기 모터에 전력을 공급하는 일종의 전기 자동차입니다. 차량의 연료 전지는 일반적으로 공기 및 압축 된 수소로부터 산소를 사용하여 모터에 동력을 공급합니다. 대부분의 연료 전지 차량은 물과 열만 방출하는 제로 – 방출 차량으로 분류됩니다. 내연 기관 차량과 비교할 때, 수소 차량은 수소가 개질 된 천연 가스에서 전형적으로 유래되는 수소 생산 현장에서 오염 물질을 집중시킨다. 수소를 운반하고 저장하는 것은 또한 오염 물질을 생성 할 수 있습니다.

연료 전지는 포크 리프트를 비롯한 다양한 종류의 차량, 특히 청정 방출이 대기 품질 및 우주 응용 분야에서 중요한 실내 응용 분야에서 사용되었습니다. 상업 생산 된 최초의 수소 연료 전지 자동차 인 도요타 미라이 (Toyota Mirai)는 2015 년에 도입되어 현대차와 혼다가 시장에 진입했습니다. 연료 전지는 트럭, 버스, 보트, 오토바이, 자전거 등 다른 종류의 차량에서도 개발되고 테스트되고 있습니다.

2017 년 현재, 제한된 수소 기반 시설이 있으며, 자동차 용 수소 연료 충전소는 미국에서 36 개가 공개되어 있지만 캘리포니아 주에서는 특히 수소 스테이션이 더 많이 계획되어 있습니다. 일본, 유럽 및 다른 지역에서 일부 공용 수소 연료 공급 스테이션이 존재하며 새로운 스테이션이 계획되고 있습니다. 비평가는 수소가 다른 제로 방출 기술과 비교하여 자동차에 대해 효율적인지 아니면 비용 효율적인지 의심 스럽다.

차량의 연료 전지 설명 및 목적
모든 연료 전지는 전해질, 양극 및 음극의 세 부분으로 구성됩니다. 원칙적으로 수소 연료 전지는 전기 모터를 구동 할 수있는 전기를 생성하는 배터리와 같은 기능을합니다. 그러나, 재충전을 요구하는 대신에, 연료 전지는 수소로 재충전 될 수있다. 연료 전지의 유형에는 고분자 전해질 막 (PEM) 연료 전지, 직접 메탄올 연료 전지, 인산 연료 전지, 용융 탄산염 연료 전지, 고체 산화물 연료 전지, 개질 된 메탄올 연료 전지 및 재생 연료 전지가 있습니다.

역사
연료 전지의 개념은 1801 년 험프리 데비 (Humphry Davy)에 의해 처음 시연되었지만 화학자, 변호사 및 물리학자인 윌리엄 그 로브 (William Grove)는 최초의 작동 연료 전지 발명을 발표했습니다. 그는 “가스 전기 배터리 (gas voltaic battery)”라고 불렀던 Grove의 실험은 1842 년에 백금 촉매를 통해 수소와 산소 사이의 전기 화학 반응에 의해 전류가 생성 될 수 있음을 증명했습니다. 최초의 현대식 연료 전지 차량은 1959 년경에 15 킬로와트 연료 전지가 장착 된 수정 된 Allis-Chalmers 농장 트랙터였습니다. 냉전 우주 경쟁으로 인해 연료 전지 기술이 더욱 발전했습니다. 제미니 (Gemini) 프로젝트는 유인 우주 임무 중에 전력을 공급하기 위해 연료 전지를 테스트했습니다. 연료 전지 개발은 아폴로 프로그램과 함께 계속되었습니다. Apollo 캡슐과 음력 모듈의 전력 시스템은 알칼리 연료 전지를 사용했습니다. 1966 년 제너럴 모터스 (General Motors)는 최초의 연료 전지로드 차량 Chevrolet Electrovan을 개발했습니다. 그것은 PEM 연료 전지, 120 마일의 범위와 70mph의 최고의 속력을 가지고 있었다. 연료 전지 스택과 수소와 산소의 큰 탱크가 밴의 뒷부분을 차지하면서 단 두 자리 만있었습니다. 이 프로젝트는 비용이 많이 드는 것으로 간주 되었기 때문에 오직 하나만 건설되었습니다.

제너럴 일렉트릭과 다른 사람들은 1970 년대에 PEM ​​연료 전지 작업을 계속했다. 연료 전지 스택은 우주 왕복선 (Space Shuttle)을 포함 해 1980 년대 우주 응용 프로그램에 주로 제한되었습니다. 그러나 아폴로 프로그램 폐쇄로 많은 업계 전문가들이 민간 기업에 파견되었습니다. 1990 년대까지 자동차 제조업체는 연료 전지 응용 분야에 관심을 갖고 시범 차량을 준비했습니다. 2001 년에 최초의 700 Bar (10000 PSI) 수소 탱크가 시연되어 차량에 사용할 수있는 연료 탱크의 크기를 줄이고 범위를 확장했습니다.

응용 프로그램
모든 운송 수단을위한 연료 전지 차량이 있습니다. 가장 보편적 인 연료 전지 차량은 자동차, 버스, 지게차 및 자재 운반 차량입니다.

자동차
Honda FCX Clarity 컨셉트 카는 2008 년 일본과 남부 캘리포니아 고객 임대로 도입되었으며 2015 년까지 중단되었습니다. 2008 년부터 2014 년까지 Honda는 미국 내 총 45 대의 FCX 장치를 임대했습니다. GM HydroGen4 및 Mercedes-Benz F-Cell을 포함하여 20여 가지의 다른 FCEV 프로토 타입 및 데모 차량이 해당 기간에 출시되었습니다.

Hyundai ix35 FCEV 연료 전지 차량은 54 대가 임대 된 2014 년부터 임대가 가능합니다.

도요타 미라이 (Toyota Mirai)의 정부 및 기업 고객에 대한 판매는 2014 년 12 월에 일본에서 시작되었습니다. 세금은 세금이 부과되기 전에 6,700,000 (~ US $ 57,400)으로 시작되었고 정부 인센티브는 2,000,000 (~ 19,600 US 달러)에서 시작되었습니다. Pat Cox 전 유럽 의회 의장은 도요타가 처음 판매 한 미라이 (Mirai) 당 10 만 달러를 잃을 것으로 추산했다. 2017 년 12 월 현재 전세계 판매량은 5,300 Mirais입니다. 가장 많이 팔리는 시장은 미국이 2,900 개, 일본이 2,100 개, 유럽이 200 개입니다.

2076 년 12 월 캘리포니아에서 2017 년 혼다 선명도 (Honda Clarity) 연료 전지의 소매 배달이 시작되었습니다. 클라리 시티 연료 전지는 366 마일 (589km)의 범위를 가지며 연료를 포함하여 미국 내 모든 제로 배기 자동차의 EPA 주행 거리 등급이 가장 높습니다 셀 및 배터리 전기 자동차. 2017 Clarity는 EPA에 의해 평가 된 모든 수소 연료 전지 자동차 중 결합 및 도시 연비 평가가 가장 높으며 도시 / 고속도로 등급은 갤런 가솔린 당량 (MPGe) 당 67 마일이며 도시 운전에서는 68 MPGe입니다.

2017 년 Daimler는 배터리 비용 감소와 EV 범위 확대를 이유로 FCEV 개발을 단계적으로 중단했으며 수소 자동차를 개발하는 대부분의 자동차 회사는 배터리 전기 자동차에 초점을 전환했습니다.

연비
다음 표는 2016 년 12 월 현재 EPA가 정한 수소 연료 전지 차량의 갤런 가솔린 당량 (MPGe) 당 마일로 표시된 EPA의 연비를 비교 한 것으로 캘리포니아에서만 사용 가능합니다.

에탄올 개질기로 구동되는 연료 전지
2016 년 6 월, 닛산은 수소보다는 에탄올로 구동되는 연료 전지 차량을 개발할 계획이라고 발표했습니다. 닛산은이 기술 접근 ​​방식이 더 저렴할 것이며 수소 인프라보다 연료 공급 인프라를 쉽게 배치 할 수 있다고 주장합니다. 차량에는 수소와 이산화탄소로 분리되는 온보드 개질기로 공급되는 물과 에탄올의 혼합물을 담고있는 탱크가 포함됩니다. 그런 다음 수소는 고체 산화물 연료 전지로 공급됩니다. 닛산에 따르면, 액체 연료는 55:45의 비율로 에탄올 – 물 혼합이 될 수 있습니다. 닛산은 2020 년까지 기술을 상용화 할 것으로 기대하고있다.

버스를
버스의 데모 모델도 있으며 2011 년에는 전세계에 100 개 이상의 연료 전지 버스가 배치되었습니다. 이 버스의 대부분은 UTC Power, Toyota, Ballard, Hydrogenics 및 Proton Motor에 의해 생산되었습니다. UTC 버스는 970,000km (60 만 마일)가 넘는 운전을 기록했습니다. 연료 전지 버스는 디젤 버스 및 천연 가스 버스보다 연비가 30-141 % 높습니다. 휘슬러 캐나다, 샌프란시스코 미국, 함부르크 독일, 중국 상하이, 런던 잉글랜드, 상파울루 브라질 및 기타 여러 도시에 연료 전지 버스가 배치되었습니다. 휘슬러 프로젝트는 2015 년에 중단되었습니다. 연료 전지 버스 클럽은 시범 연료 전지 버스의 글로벌 협력 노력입니다. 주요 프로젝트 포함 사항 :

12 연료 전지 버스는 캘리포니아의 오클랜드 및 샌프란시스코 만 지역에 배치되었습니다.
Daimler AG는 Ballard Power Systems 연료 전지로 구동되는 36 개의 실험용 버스로 2007 년 11 개 도시에서 3 년 동안 성공적으로 시험 사용을 완료했습니다.
UTC Power 연료 전지를 장착 한 Thor 버스는 SunLine Transit Agency에서 운영하는 캘리포니아에 배치되었습니다.
브라질 최초의 수소 연료 전지 버스 프로토 타입은 상파울루에 배치되었습니다. 이 버스는 Caxias do Sul에서 생산되었으며 수소 연료는 상 베르나르도 캄포 (San Bernardo do Campo)에서 전기 분해를 통해 물에서 생산됩니다. “Ónnus Brasileiro a Hidrogênio”(브라질의 수소 Autobus)라는 프로그램에는 3 대의 버스가 포함되어있었습니다.

지게차
연료 전지 지게차 (또는 연료 전지 리프트 트럭 또는 연료 전지 지게차라고도 함)는 재료를 들어 올리고 운반하는 데 사용되는 연료 전지 동력 식 산업용 지게차입니다. 지게차에 사용되는 대부분의 연료 전지는 PEM 연료 전지에 의해 구동됩니다.

2013 년에는 미국에서 물질 취급에 사용되는 4,000 개가 넘는 연료 전지 지게차가 있었으며 그 중 500 개가 DOE (2012)로부터 자금을 지원 받았다. 연료 전지 함대는 Sysco Foods, FedEx Freight, GENCO (Wegmans, Coca-Cola, Kimberly Clark, Whole Foods) 및 H-E-B 식료품 점을 포함한 많은 회사에서 운영합니다. 유럽에서는 Hylift와 함께 30 대의 연료 전지 지게차를 시연했으며 HyLIFT-EUROPE으로 200 대까지 확장했으며 프랑스와 오스트리아에서 진행되었습니다. Pike Research는 2011 년에 연료 전지 동력 형 지게차가 2020 년까지 수소 연료 수요의 최대 동인이 될 것이라고 발표했습니다.

PEM 연료 전지 동력 식 지게차는 국지적 인 배출물을 발생시키지 않으므로 석유 동력 식 지게차에 비해 상당한 이점을 제공합니다. 연료 전지 지게차는 단일 수소 탱크에서 8 시간 동안 작업 할 수 있으며 3 분 안에 연료를 공급할 수 있으며 8-10 년의 수명이 있습니다. 연료 전지 동력 식 지게차는 저온으로 성능이 저하되지 않기 때문에 냉장 창고에서 자주 사용됩니다. 설계시 FC 단위는 대개 드롭 인 대체품으로 만들어집니다.

오토바이, 자전거
2005 년에 영국 회사 Intelligent Energy는 ENV (Emission Neutral Vehicle)라는 최초의 수소 작동 오토바이를 제작했습니다. 오토바이는 4 시간 동안 주행 할 수 있고 도시 지역에서 160km (100 마일)를 80km / h (50mph)의 최고 속도로 주행 할 수있을만큼 충분한 연료를 보유하고 있습니다. 2004 년에 Honda는 Honda FC Stack을 활용 한 연료 전지 오토바이를 개발했습니다. 수소 연료 전지 엔진이 장착 된 자전거 및 자전거의 다른 예가 있습니다. Suzuki Burgman은 EU에서 “전체 차량 유형”승인을 받았습니다. 대만 회사 인 APFCT는 이탈리아 Acta SpA의 연료 공급 시스템을 사용하여 Taiwans Bureau of Energy에 80 개의 연료 전지 스쿠터로 실제 거리 테스트를 실시합니다.

비행기
유럽 ​​전역의 보잉 연구원 및 업계 파트너는 2008 년 2 월에 연료 전지 및 경량 배터리로만 작동하는 유인 항공기 실험용 비행 테스트를 실시했습니다. 연료 전지 시위자 (Fuel Cell Demonstrator) 비행기는 기존의 프로펠러에 연결된 전기 모터에 동력을 공급하기 위해 PEM (Proton Exchange Membrane) 연료 전지 / 리튬 이온 배터리 하이브리드 시스템을 사용했습니다. 2003 년에 세계 최초로 프로펠러 구동 비행기가 연료 전지로 완전히 동력을 얻었습니다. 연료 전지는 연료 전지가 비행기의 공기 역학적 표면과 통합 될 수있게 해주는 독특한 FlatStack 스택 디자인이었습니다.

연료 전지로 구동되는 무인 항공기 (UAV)가 여러 대있다. Horizon 연료 전지 UAV는 2007 년에 소형 UAV에 대한 기록 거리 흐름을 설정했습니다. 군대는 저소음, 낮은 온도 특성 및 높은 고도 달성 능력으로 인해이 용도에 특히 관심이 있습니다. 2009 년 Naval Research Laboratory (NRL)의 이온 타이거 (Ion Tiger)는 수소 동력 연료 전지를 사용하여 23 시간 17 분 동안 비행했습니다. 보잉 사는 한 번에 최대 4 일 동안 20,000m (65,000ft)에서 비행하는 조사 및 감시를 수행하는 데 사용되는 고지, 긴 지구력 (HALE) 인 환상의 눈에 대한 테스트를 완료하고 있습니다. 연료 전지는 엔진을 시동하고 전기 필요에 따라 전력을 사용하기 위해 이전에 사용 된 화석 연료 발전기를 대체하여 항공기에 보조 전원을 공급하는 데에도 사용되고 있습니다. 연료 전지는 항공기가 CO2 및 기타 오염 물질 배출 및 소음을 ​​줄일 수 있습니다.

보트
세계 최초의 연료 전지 보트 HYDRA는 6.5 kW의 순 출력을 가진 AFC 시스템을 사용했습니다. 소비 된 연료 1 리터당 평균 선외기 모터는 일반 현대 자동차가 생산하는 탄화수소보다 140 배 적은 양을 생산합니다. 연료 전지 엔진은 연소 엔진보다 에너지 효율이 높으므로 더 나은 범위와 현저히 감소 된 배출량을 제공합니다. 아이슬란드는 2015 년까지 연료 전지를 사용하여 보조 전원을 공급하고 결국 배에 주력을 제공하기 위해 막대한 규모의 어선을 개조하기로 약속했다. 암스테르담은 최근에 도시의 유명하고 아름다운 운하 주변 사람들을 안내하는 최초의 연료 전지 동력 보트를 소개했습니다.

잠수함
연료 전지의 첫 번째 잠수정 적용은 독일 Type 212 잠수함입니다. 각 Type 212에는 선박 전체에 퍼져있는 9 개의 PEM 연료 전지가 들어있어 각각 30kW ~ 50kW의 전력을 공급합니다. 따라서 Type 212는 잠수함 상태가 오래 유지되어 감지하기가 더 어려워집니다. 연료 전지 구동 잠수함은 핵 추진 잠수함보다 설계, 제조 및 유지 보수가 더 쉽습니다.

열차
2015 년 3 월, 중국 사우스 레일 코퍼레이션 (CSR)은 칭다오의 조립 시설에서 세계 최초의 수소 연료 전지 동력 트램 카를 시연했습니다. CSR 자회사 인 CSR Sifang Co Ltd.의 수석 엔지니어 인 Liang Jianying은 회사가 전차의 운영 비용을 줄이는 방법을 연구하고 있다고 말했다. 새로운 차량을위한 총 83 마일의 트랙은 7 개의 중국 도시에 건설되었습니다. 중국은 트램 트랙을 1,200 마일 이상으로 증가시키기 위해 향후 5 년간 2,000 억 위안 (320 억 달러)을 쓸 계획이다.

2016 년 Alstom은 세계 최초의 수소 구동 식 열차 집합체가 될 수소 연료 전지로 구동되는 지역 열차 인 Coradia iLint에 데뷔했습니다. Coradia iLint는 시속 140km (87mph)에 도달 할 수 있으며 전체 수소 탱크에서 600-800km (370-500mi)를 이동할 수 있습니다. 최초의 Coradia iLint는 독일의 Lower Saxony에있는 Buxtehude-Bremervhrde-Bremerhaven-Cuxhaven 라인에서 2017 년 12 월에 서비스를 시작할 예정입니다.

수소 기반 시설
Eberle과 Rittmar von Helmolt는 2010 년에 연료 전지 자동차가 다른 기술과 경쟁력을 갖출 수 있고 미국의 광범위한 수소 인프라 부족을 언급하기 전에 해결해야 할 과제가 남아 있다고 말했습니다. 2017 년 7 월 현재 미국에 36 개의 공개 수소 충전소가있었습니다 , 그 중 32 개가 캘리포니아에 있었다. 2013 년 주지사 제리 브라운 (Jerry Brown)은 100 개의 방송국을 건설하기 위해 10 년 동안 연간 2,000 만 달러를 기금으로 사용하는 법안 AB 8을 체결했습니다. 2014 년에 캘리포니아 에너지위원회는 28 개의 방송국을 건설하기 위해 4,660 만 달러를 기금으로 지원했습니다.

2016 년 3 월까지 일본은 80 개의 수소 연료 공급 소를 보유하고 있으며, 일본 정부는 2020 년까지이 수를 160대로 두 배로 늘리는 것을 목표로하고 있습니다. 2017 년 5 월에는 일본에 91 개의 수소 연료 충전소가있었습니다. 독일 정부는 2015 년 7 월에 18 개의 공중 수소 연료 충전소를 운영했다. ​​독일 정부는 2016 년 말까지이 숫자를 50으로 늘리기를 희망했지만 2017 년 6 월에는 30 개가 열렸다.

코드 및 표준
연료 전지 차량은 FC 수소 코드 및 표준 및 연료 전지 코드 및 표준의 분류입니다. 다른 주요 표준은 고정식 연료 전지 응용 프로그램 및 휴대용 연료 전지 응용 프로그램입니다.

미국 프로그램
2003 년 조지 부시 미국 대통령은 수소 연료 이니셔티브 (HFI)를 제안했다. HFI는 연료 전지 차량의 상업적 도입을 가속화하기 위해 수소 연료 전지 및 인프라 기술을 더욱 발전시키는 것을 목표로 삼았습니다. 2008 년까지 미국은이 프로젝트에 10 억 달러를 기부했습니다. 2009 년 미국 에너지 장관 스티븐 추 (Steven Chu)는 수소 차량이 향후 10 년에서 20 년 동안 실용적이지 않을 것이라고 주장했다. 그러나 2012 년에는 연료 전지 자동차가 천연 가스 가격이 하락하고 수소 개질 기술이 향상됨에 따라 경제적으로 실현 가능성이 있다고 보았다. 2013 년 6 월 캘리포니아 에너지위원회 (California Energy Commission)는 수소 연료 충전소에 1870 만 달러를 승인했습니다. 2013 년 Brown 주지사는 최대 100 개의 방송국에 대해 10 년간 연간 2,000 만 달러를 기금으로 사용하는 법안 AB 8을 체결했습니다. 2013 년 미국 DOE는 “첨단 수소 저장 시스템의 지속적인 개발”을 위해 최대 4 백만 달러를 계획했습니다. 2013 년 5 월 13 일에 에너지 부는 H2USA를 출시했습니다. H2USA는 미국의 수소 인프라 발전에 주력합니다.

비용
2010 년까지 연료 전지 기술의 발전은 연료 전지 전기 자동차의 크기, 무게 및 비용을 감소 시켰습니다. 2010 년 미국 에너지 부 (DOE)는 2002 년 이래로 자동차 연료 전지 비용이 80 % 하락한 것으로 추정하고 대량 생산 비용 절감을 가정 할 때 51 달러 / kW로 제조 될 수 있다고 추정했다. 연료 전지 전기 자동차는 “연료 보급 사이에 250 마일 이상의 주행 거리”로 제작되었습니다. 5 분 이내에 연료를 보급 할 수 있습니다. 배치 된 연료 전지 버스는 디젤 버스보다 연비가 40 % 높습니다. EERE의 연료 전지 기술 프로그램은 2011 년 현재 최대 전력으로 42 ~ 53 %의 연료 전지 전기 자동차 효율과 10 % 미만의 전압 강하로 2006 년에 비해 두 배의 75,000 마일의 내구성을 달성했다고 주장합니다. 2012 년 럭스 리서치 (Lux Research, Inc.)는 2030 년까지 “자본 비용은 단지 5.9GW로 채택을 제한 할 것”이라는 결론을 내린 보고서를 발표했다. “틈새 어플리케이션을 제외하고는 거의 채택 할 수없는 장벽”을 제공했다. 럭스의 분석에 따르면 2030 년까지 PEM 고정식 연료 전지 애플리케이션은 10 억 달러에 달할 것이며 연료 전지 지게차를 포함한 차량 시장은 총 20 억 달러에 달할 것이라고 결론 지었다.

환경 적 영향
연료 전지 자동차의 환경 적 영향은 수소가 생산 된 1 차 에너지에 달려있다. 연료 전지 차량은 재생 가능 에너지로 수소를 생산할 때 환경 친화적입니다. 이것이 사실 인 경우 연료 전지 자동차는 화석 연료 자동차보다 깨끗하고 효율적입니다. 그러나 에너지 소비가 훨씬 적은 배터리 전기 자동차만큼 효율적이지는 않습니다. 일반적으로 연료 전지 자동차는 배터리 전기 자동차보다 2.4 배 많은 에너지를 소비합니다. 왜냐하면 전기 분해 및 수소 저장은 배터리를 직접로드하기 위해 전기를 사용하는 것보다 훨씬 효율적이지 않기 때문입니다.

2009 년 현재 자동차는 미국에서 소비되는 대부분의 석유를 사용하고 있으며 미국에서는 일산화탄소 배출량의 60 % 이상을 배출하고 온실 가스 배출량은 약 20 %를 생산하고 있지만 가솔린 생산 책임자 그것의 산업 용도 중 함대 넓은 온실 가스 방출의 대략 10 %를 책임졌습니다. 대조적으로, 순수한 수소로 연료를 공급받는 차량은 연료 전지에 사용 된 수소가 재생 가능 에너지만을 사용하여 생산되지 않는다면 수소 생산으로 오염 물질이 생성되지만 주로 물과 열을 생성하는 오염 물질은 거의 방출되지 않습니다.

DOE는 2005 년 Well-to-Wheels 분석에서 천연 가스로부터 생산 된 수소를 사용하는 연료 전지 전기 자동차가 내연 기관 차량의 마일 당 CO2의 약 55 %의 배출을 가져올 것이고 배출량은 약 25 % 하이브리드 자동차. 2006 년 울프 보젤 (Ulf Bossel)은 천연 화합물 (물, 천연 가스, 바이오 매스)에서 수소를 분리하고, 압축 또는 액화로 가벼운 가스를 포장하고, 에너지 캐리어를 사용자에게 전달하고, 연료 전지로 유용한 전기로 전환되어 실질적인 사용을 위해 약 25 %를 남겨두고 있습니다. “수송 혁명 (Oil)없는 사람과화물의 이동 (2010)의 공동 저자 인 Richard Gilbert는 비슷하게 수소 가스를 생산하는 것은 연료 전지 내에서 수소를 다시 전기로 변환함으로써 에너지가 흡수된다. “이것은 처음에 이용 가능한 에너지의 1/4 만 전기 모터에 도달한다는 것을 의미한다. 예를 들어 닛산 리프 나 시보레 볼트 같은 전기 자동차 (EV)를 벽면 소켓에서 재충전하는 것과는 비교할 수 없다 “고 말했다. 2010 년 수소 연료 전지 차량에 대한 Well-to-wheels 분석은 Argonne National Laborato 재생 가능한 H2 경로가 훨씬 더 많은 온실 가스 혜택을 제공한다고 ry는 말합니다. 이 결과는 최근에 확인되었습니다. 2010 년 미국 DOE Well-to-Wheels 공표는 연료 보급소에서 수소를 6,250 psi (43.1 MPa)로 압축하는 단일 단계의 효율이 94 %라고 가정했습니다. 스탠포드 대학 (Stanford University)과 뮌헨 기술 대학 (University of Munich) 과학자들의 에너지 저널 (Energy) 11 월호에 실린 2016 년 연구는 지역 수소 생산을 가정하더라도 “모든 전기 자동차 배터리에 투자하는 것이 이산화탄소 배출을 줄이기위한보다 경제적 인 선택이며, 이는 주로 비용이 저렴하고 에너지 효율성이 훨씬 높기 때문입니다. ”

비판
2008 년에 Jeremy P. Meyers 교수는 “연료 전지는 연소 엔진에 비해 효율이 좋지만 주로 산소 환원 반응의 비효율 때문에 배터리만큼 효율적이지 못합니다.”라고 썼습니다. 그리드에서 분리 된 작동 또는 연료가 지속적으로 공급 될 수있는 경우에 가장 적합합니다. 빈번하고 비교적 빠른 시동이 필요한 응용 분야의 경우 창고와 같은 밀폐 된 공간에서와 같이 제로 배출이 필요한 경우 수소가 수용 가능한 반응물로 여겨지는 곳에서 [PEM 연료 전지]는 점점 더 매력적으로 선택되고있다 [배터리 교체가 불편하다]. 그러나 자동차의 연료 전지 실용 비용은 생산량이 규모의 경제와 잘 발달 된 공급망을 통합 할 때까지 높게 유지 될 것입니다. 그때까지 비용은 DOE 목표보다 약 1 배 정도 높습니다.

또한 2008 년 와이어드 뉴스 (Wired News)는 “전문가들은 수소가 가솔린 소비 나 지구 온난화에 의미있는 영향을 미치기까지는 40 년이 넘을 것이라고 말하면서 오랫동안 기다릴 여력이 없다고 말하면서 연료 전지는 전환하고있다 보다 즉각적인 솔루션으로 자원을 확보 할 수 있습니다. ” 2008 년 이코노미스트지는 에너지 빅토리 (Energy Victory)의 저자 인 로버트 주 브린 (Robert Zubrin)의 말을 인용하여 다음과 같이 말했습니다 : “수소는 ‘최악의 차량 연료’에 불과합니다. 이 잡지는 대부분의 수소가 스팀 개조를 통해 생산되는데, 이는 오늘날의 휘발유 자동차 중 일부만큼 마일 당 탄소 배출을 발생시키는 것으로 나타났습니다. 반면에 재생 가능한 에너지를 사용하여 수소를 생산할 수 있다면 “모든 전기 또는 플러그인 하이브리드 자동차의 배터리를 충전하는 데이 에너지를 사용하는 것이 분명 쉽습니다.” 로스 앤젤레스 타임즈 (Los Angeles Times)는 2009 년에 “어떤 방식 으로든 보았을 때 수소는 자동차를 움직이는 비열한 방법이다”라고 썼다. Washington Post는 2009 년 11 월에 “수소를 에너지 형태로 저장하고 그 수소를 사용하여 모터의 전기를 생산하고 싶습니다. 전기 에너지가 이미 미국 전역의 소켓에서 빠져 나오기를 기다리고 있습니다. 자동 배터리 …? ”

Motley Fool은 2013 년에 운송, 보관 및 가장 중요한 생산과 관련하여 비용이 많이 드는 장애물이 여전히 남아 있다고 밝혔다. 폭스 바겐의 루돌프 크레브스 (Rudolf Krebs)는 2013 년에 “자동차를 얼마나 훌륭하게 만들었 든 상관없이 물리 법칙이 전반적인 효율을 저해한다”면서 에너지를 이동성으로 전환시키는 가장 효율적인 방법은 전기라고 말했다. “수소 에너지는 녹색 에너지를 사용하는 경우에만 의미가 있지만”… “초기 에너지의 약 40 %가 손실되는”저효율의 수소로 변환해야합니다. 그런 다음 수소를 압축하여 더 많은 에너지를 사용하는 탱크에 고압으로 저장해야합니다. “그런 다음 다른 효율 손실을 가진 연료 전지에서 수소를 다시 전기로 변환해야합니다.” Krebs는 “결국 전기 에너지의 원래 100 %에서 30-40 %로 끝납니다.”

2014 년에 전기 자동차 및 에너지 미래파 인 줄리안 콕스 (Julian Cox)는 수송에서 수소 사용으로 인한 배기 가스 배출에 대한 널리 알려진 정책 가정을 반증하는 미국 정부의 NREL 및 EPA 데이터를 사용한 분석을 발표했습니다. Cox는 EPA 복합 사이클 구동 마일 당 실제 배출량을 실제 수소 연료 전지 차량과 US DOE의 장기 NREL FCV 연구에 등록 된 피험자로부터 모인 수치로 계산했습니다. 이 보고서는 상응하는 기존 휘발유 하이브리드의 드라이브 트레인이나 천연 가스로부터의 수소 생산의 배출 강도로 인한 동등한 드라이브 트레인 성능의 소형 소형 엔진 자동차에 대한 수소 연료 전지의 고유 한 이점에 대한 마케팅 담당자의 주장을 확고하게 반박하는 공식 데이터를 발표했습니다 . 이 보고서는 평상시에 전기를 직접 사용하는 것에 비해 수소와의 전기 변환 손실로 인해 수소 연료 전지가 재생 가능한 주행 거리에 미치는 비용 효과로 인해 수소 생산에서 지속적인 메탄 사용의 경제적 피할 수 있음을 입증했다 전기 자동차. 이 분석은 수소 연료 전지를 홍보하는 데 관련된 자동차 제조업체의 마케팅 주장과 모순되며 공공 정책 정책에 자주 반영됩니다. 이 분석은 수소 연료 전지와 관련된 공공 정책이 저비용 및 선재 중 쉽게 이용할 수있는 배출 감축 기술의 선택을 정확하게 반영하지 않는 매우 크거나 매우 오래된 가솔린 자동차 또는 매우 고출력 가솔린 자동차에 대해 가짜 등가성에 의해 오인되고 있음을 입증했습니다 소비자가 이용할 수있는 새로운 차량 선택, 그리고 과학적 근거가 사실상 허위라는 전제하에 불필요한 수소 기반 시설 자금을 조달 한 납세자에게 적용됩니다. 그 대신 마케팅 및 결과적으로 수소에 대한 공공 정책 주장은 US DOE 공식 수치에 의해 오도 된 것으로 입증 될 수 있습니다. 콕스는 2014 년에 메탄으로부터 수소를 생산하는 것이 석탄보다 에너지 단위당 탄소 집약도가 훨씬 더 높다는 것을 썼다. 환경 적으로 지속 가능한 에너지 경로에 대한 혈암의 수력 파쇄로 발생하는 화석 수소를 희석하면 글로벌 정책을 희석시키고 잠재적으로 탈선 할 수있는 에너지 정책을 장려한다. 재생 가능 에너지와 경제적으로 양립 할 수있는 차량 기술로부터의 투자 및 집중을 회피 할 위험으로 인해 기후 변화를 앞당길 수있다 “고 강조했다. Business Insider는 2013 년에 다음과 같이 언급했습니다.

순수한 수소는 산업적으로 도출 될 수 있지만 에너지를 필요로합니다. 그 에너지가 재생 가능한 원천에서 오는 것이 아니라면, 연료 전지 자동차는 마치 보이는 것처럼 깨끗하지 못합니다. … 또 다른 도전은 인프라 부족입니다. 주유소는 FCEV가 실용화되기 전에 수소 탱크에 연료를 보급 할 수있는 능력에 투자 할 필요가 있으며 오늘날 많은 사람들이있는 반면에 주유소는 그렇게 할 것 같지 않습니다. … 인프라 부족으로 인해 기술 비용이 많이 든다. 연료 전지는 “여전히 매우 비싸다”.

2014 년에 기후 블로거이자 전 에너지 부의 조셉 롬 (Joseph Romm) 관료는 수소 차량에 대한 비판에 3 편의 기사를 냈습니다. 그는 FCV가 여전히 차량의 높은 비용, 높은 연료 비용, 연료 공급 인프라 부족 등의 문제를 극복하지 못했다고 말했습니다. “앞으로 수십 년 안에 모든 문제를 동시에 극복하기 위해서는 몇 가지 기적이 필요할 것이다.” 또한 그는 “천연 가스 추출 중에 메탄을 빠져 나가기 때문에 그리고 수소가 생산 될 때 FCV가 녹색이 아니다”고 말했다. 그 중 95 %가 수증기 개질 공정을 사용하고 있기 때문이다. 그는 신 재생 에너지는 “현재 또는 미래에 FCV 차량을위한 수소를 경제적으로 생산할 수 없다”고 결론 지었다. GreenTech Media의 애널리스트는 2014 년에도 비슷한 결론에 도달했습니다. 2015 년 Clean Technica는 Car Throttle과 마찬가지로 수소 연료 전지 차량의 단점 몇 가지를 열거했습니다. 또 다른 청정 테크니카 (Clean Technica)의 저술가는 “수소는 에너지 저장 (특히 계절 저장) 세계에서 재생할 수있는 부분이있을 수 있지만 주류 차량에 있어서는 막 다른 골목처럼 보인다”고 결론 지었다.

그린 카 보고서 (Green Car Reports)에 발표 된 2017 년 연구 보고서에 따르면 최고의 수소 연료 전지 차량은 “전기 자동차보다 마일 당 3 배 이상의 전기를 소비합니다 … 다른 발전소 기술보다 더 많은 온실 가스 배출을 생성합니다 [ 매우 높은 연료 비용 … 새로운 인프라 (4 천억 달러 상당의 비용이 소요될 것으로 추정)에 대한 모든 장애물과 요구 사항을 고려할 때 연료 전지 차량은 미국 석유 소비에 거의 영향을 미치지 않고 기껏해야 틈새 기술로 보일 수 있습니다. 2017 년 Forbes에서 작성한 Michael Barnard는 수소 연료 전지 자동차의 계속되는 단점을 지적하고 “2008 년경에는 수소가 차량용 에너지 저장 장치로서의 배터리 기술보다 열등하고 열악하다는 것을 알았습니다. 2025 년 마지막 홀드 아웃은 연료 전지 꿈을 끝내야한다.