日本加速打造氫能社會(huì)

文 / 王俊

在全球汽車電動(dòng)化大潮洶涌而來時(shí)，日本宣布將繼續(xù)加大氫能源汽車研發(fā)投入。作為一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)、內(nèi)斂、謹(jǐn)慎的國度，此舉到底有何考量？

氫能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀

相比純電動(dòng)汽車，氫能源汽車補(bǔ)充燃料的過程與加油類似，無需長(zhǎng)時(shí)間等待。同時(shí)在續(xù)航、運(yùn)力達(dá)到一定閾值后，儲(chǔ)氫罐會(huì)比電池更小、更輕，在長(zhǎng)續(xù)航、大運(yùn)力商用車以及部分公共交通方面，會(huì)表現(xiàn)出更為明顯的優(yōu)勢(shì)。

當(dāng)前全球氫氣生產(chǎn)主要采取兩種方式：一種是天然氣制作氫氣，一種是煤制作氫氣。而被多數(shù)人寄予厚望的水解氫并非主流技術(shù)，實(shí)際產(chǎn)量?jī)H占全球氫產(chǎn)量1%左右。

日本和歐美國家多采取天然氣制氫技術(shù)；而中國則根據(jù)本土煤儲(chǔ)量豐富優(yōu)勢(shì)來實(shí)現(xiàn)采煤制氫。

目前，無論天然氣制氫還是煤制氫，都存在成本過高的問題。但由于水解氫技術(shù)限制，地球上氫存儲(chǔ)量最大的資源卻無法被用來大規(guī)模生產(chǎn)氫。

于氫能源汽車而言，如果不能有效降低制氫成本，氫能源汽車很難從根本上降低價(jià)格，也難以從價(jià)格層面與燃油車競(jìng)爭(zhēng)。

同時(shí)，氫原子小而輕的特點(diǎn)給儲(chǔ)存和運(yùn)輸也帶來了相當(dāng)?shù)碾y度，在高溫、高壓下，氫氣甚至可以穿過很厚的鋼板，因而儲(chǔ)氫罐對(duì)工藝的要求很高。而大規(guī)模工業(yè)化制備氫氣目前也還沒能得到很好的解決，這些都給氫能源汽車的發(fā)展帶來了阻礙。

此外，加氫設(shè)施的建設(shè)與運(yùn)營難度大也是阻礙氫能源汽車發(fā)展的重要原因。

一是加氫設(shè)施的安全性和技術(shù)性要求很高，建設(shè)成本遠(yuǎn)大于加油設(shè)施；二是當(dāng)前氫能源汽車總體使用量不大，大型網(wǎng)絡(luò)化加氫設(shè)施經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)設(shè)施閑置，目前全球所有加氫站都是虧本運(yùn)營。

氫能源汽車自誕生之日就命運(yùn)坎坷，不僅市場(chǎng)接受程度不高，還因?yàn)榘踩褪褂脝栴}備受詬病，特別是當(dāng)美德等汽車巨頭宣布放棄氫能源汽車項(xiàng)目后，氫能源汽車發(fā)展一度受到質(zhì)疑。

跨國車企路徑分化

就像“不能將雞蛋放進(jìn)一個(gè)籃子”一樣，在跟隨電動(dòng)車潮流之際，世界汽車“大腕”包括豐田、本田、現(xiàn)代、通用汽車、寶馬、奔馳等，都曾在氫能汽車上發(fā)力，不過在純電動(dòng)汽車不斷加速發(fā)展的當(dāng)下，并不是所有企業(yè)都有“毅力”堅(jiān)持。

前不久，通用汽車就宣布暫停氫燃料電池的開發(fā)，轉(zhuǎn)向全面電動(dòng)化的發(fā)展路線；而在氫燃料電池汽車領(lǐng)域積累起雄厚基礎(chǔ)的現(xiàn)代、豐田、本田等企業(yè)，目前仍然在持續(xù)發(fā)力。

從CPA人數(shù)來看，2010年-2014年分別為 2304人，2179人，1951人，2 335人和2 357人，從業(yè)務(wù)收入來看，2010年-2014年分別為174 174萬元，220 420萬元，243 709萬元，277 592萬元，306 202萬元。綜合排名2010年合并前兩家分別為第5名和第7名；2011年為第6名和第9名，合并后三年分別為第3名，第3名，第4名。

早在2013年，現(xiàn)代就量產(chǎn)了首款氫燃料電池車ix35 FCEV，是全球第一家推出量產(chǎn)氫燃料電池汽車的品牌。而2018年推出的NEXO，截至去年6月在全球銷量已經(jīng)超過一萬輛，在2020年，NEXO銷量更是占據(jù)了全球氫燃料電池汽車75%的市場(chǎng)份額。

2014年初，豐田第一代Mirai上市，只要3分鐘加滿氫氣，其實(shí)際續(xù)航可達(dá)483km。這樣的續(xù)航里程顯然還是偏短，于是豐田再接再厲，第二代Mirai車型將于明年底上市，續(xù)航里程達(dá)到644km。目前，全球范圍已經(jīng)賣出10000輛Mirai。

在去年的廣州車展上，本田也推出了其旗下的氫燃料汽車——第二代CLARITY。和上一代相比，燃料電池單元變薄20%，電池堆的體積縮小了33%，且輸出密度達(dá)到世界最高水平的3.1kW/L。這輛車可實(shí)現(xiàn)最大130kW的輸出功率和300N·m的峰值扭矩，媲美1.8T的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，加滿氫只需3分鐘，最長(zhǎng)續(xù)航里程高達(dá)750km。

日本氫能源技術(shù)遙遙領(lǐng)先

對(duì)于資源匱乏的日本來說，氫能源是擺脫石油依賴的絕佳機(jī)會(huì)。

日本政府在2017年年底就發(fā)布了“氫能源基本戰(zhàn)略”，要在2030年實(shí)現(xiàn)氫氣價(jià)格每立方米30日元，氫能源汽車數(shù)量達(dá)到80萬輛，實(shí)現(xiàn)200000輛燃料電池汽車和900個(gè)加氫站網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)。日本目前有135個(gè)加氫站，比其他任何國家都多。目前日本加氫的價(jià)格和汽油相當(dāng)，300元的氫氣可以行駛650km，并且日本政府提出，2025年氫能源汽車的用車成本要和混動(dòng)汽車相當(dāng)。

不僅是加氫站的數(shù)量，日本在氫能源技術(shù)的專利數(shù)量上也是遙遙領(lǐng)先。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球氫燃料電池技術(shù)專利83%掌握在日本人的手里。一旦氫燃料電池技術(shù)全球推廣，日本將擁有和當(dāng)初混動(dòng)汽車類似的技術(shù)優(yōu)勢(shì)（2019年，豐田宣布無償開放其2.3萬項(xiàng)混動(dòng)相關(guān)專利至2030年）。

2019年，松下集團(tuán)在大阪建造了“H2 Kusatsu Farm”加氫站，可利用兩種制氫方式：一種是利用太陽能電池板發(fā)電，再通過電解水的方法制氫；另一種是利用制氫設(shè)備與氣體重整工藝相結(jié)合，該技術(shù)來自“Ene-Farm”家用天然氣燃料電池，已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定制取氫氣。

今年東京奧運(yùn)會(huì)上，豐田提供100輛氫燃料電池巴士，以運(yùn)送運(yùn)動(dòng)員，每輛巴士有10個(gè)氫氣罐，總共可攜帶600升氫氣。日本正以奧運(yùn)會(huì)為契機(jī)，加速其氫能雄心的壯大。

前段時(shí)間，豐田章男連發(fā)多條微博為氫燃料汽車點(diǎn)贊，他表示：“豐田正努力實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)，創(chuàng)造一個(gè)可持續(xù)發(fā)展的氫能社會(huì)?！?/p>

有人曾說未來是電動(dòng)汽車的時(shí)代，可電池技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)質(zhì)的突破，成為橫貫在面前的天塹。

而日本的氫能源汽車，卻如同一條全新的發(fā)展道路，現(xiàn)在日本在大街上隨處可以看到氫能源汽車行駛，更具有憂患意識(shí)和前瞻性研究的日本，似乎又一次走在全球“碳中和時(shí)代”的前面。