在橫濱港臨海公園的邊上，有一座由市政府、東芝、豐田、巖谷產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社（從事氫產(chǎn)業(yè)）等企業(yè)一同參與建造的巨型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)所發(fā)的電用于電解水產(chǎn)生氫氣，氫氣供應(yīng)京濱臨海地區(qū)水果批發(fā)市場的12輛氫燃料燃料電池電池叉車。

說到清潔能源，我們第一時(shí)間肯定會(huì)想到太陽能、風(fēng)能甚至核能等等，而對于新能源車來說，純電動(dòng)（從電網(wǎng)獲取能量）也絕對是目前的主流。正當(dāng)很多國家都傾向于用電動(dòng)車替代傳統(tǒng)燃油車的時(shí)候，日本卻在潛心打造一個(gè)“氫社會(huì)”。

日本為什么那么愛“氫”

有人說，日本從1993年就開始發(fā)展氫能源了，其實(shí)我認(rèn)為這不是很正確，畢竟通產(chǎn)省那份《月光計(jì)劃》（ムーンライト計(jì)畫）有記載，日本在1981年就開始著手研發(fā)氫燃料電池。來到2002年，豐田、本田向政府首次交付了燃料電池汽車（數(shù)量未知）。直到豐田Mirai、本田Clarity正式亮相，氫燃料電池車才正式走進(jìn)公眾的視野。

至于為什么日本需要拼命開發(fā)氫能源，那大概離不開兩個(gè)原因，第一是日本礦產(chǎn)資源匱乏，用于發(fā)展工業(yè)的石油、煤炭、液化天然氣都依賴進(jìn)口。第二是福島核事故之后，日本也被迫加快向其他能源發(fā)展，考慮到“氫”熱值高、無污染，而且獲取的方式也較為多樣，所以就更傾向于氫能源了。

特殊的國情讓日本更加渴望氫能源得以普及，和其他國家不一樣的是，日本發(fā)展氫能源不只是為了給車使用，它更廣泛應(yīng)用到日常生活當(dāng)中，與電力、熱力一樣構(gòu)成國內(nèi)二次能源的三大支柱，簡單來說就是把“氫”普及到像自來水一樣，貫穿了居民的衣食住行各方面。

三個(gè)階段實(shí)現(xiàn)“氫社會(huì)”

2014年，日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省在“氫能與燃料電池戰(zhàn)略路線圖”提到，“氫社會(huì)”目標(biāo)會(huì)分三步實(shí)現(xiàn)：2025年加速推廣和普及氫能利用市場；2030年建立大規(guī)模氫能供給體系并實(shí)現(xiàn)氫燃料發(fā)電；2040年完成零碳?xì)淙剂瞎┙o體系建設(shè)。

●“氫社會(huì)”目標(biāo)三部曲

第一階段：普及使用氫能源

為了推動(dòng)上游產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，初期就需要一定規(guī)模的用戶，為此不少日本企業(yè)通過推出與氫相關(guān)的產(chǎn)品去吸引消費(fèi)者購買/使用從而累積初期用戶。

拿車企來說，豐田目前已經(jīng)把氫燃料電池技術(shù)應(yīng)用到各類乘用車、商用車以及特種車輛當(dāng)中。正如我們熟悉的Mirai，現(xiàn)在除了零售之外，還投入到本土共享出行領(lǐng)域。

為了降低Mirai的制造成本（Mirai在元町工廠屬半手工生產(chǎn)，所以產(chǎn)能低，成本高），豐田還投建了新的自動(dòng)化生產(chǎn)線并擴(kuò)大燃料電池/儲氫罐的產(chǎn)能，等實(shí)現(xiàn)3.6萬輛/年的產(chǎn)能目標(biāo)之后，Mirai有望實(shí)現(xiàn)與混合動(dòng)力車型同價(jià)位（因?yàn)樵谌毡綟CV車型有巨額補(bǔ)貼），以吸引更多消費(fèi)者選購燃料電池車型。

除了乘用車之外，豐田與日野汽車共同研發(fā)的氫燃料電池巴士已投入市場；與豐田叉車公司共同研發(fā)的叉車氫燃料電池系統(tǒng)、與愛信精機(jī)共同研發(fā)的家庭用氫燃料電池集中供熱系統(tǒng)也已經(jīng)在市場銷售。

●氫燃料電池叉車

車有了，加氫站這些基建設(shè)施總得跟上吧？按照17年年底頒布的“氫能源基本戰(zhàn)略”規(guī)劃看，日本國內(nèi)加氫站會(huì)從目前的100所擴(kuò)建至900所，而目前政府也在北九州市和福岡市之間建造了一條“氫高速公路”，每個(gè)服務(wù)區(qū)（資料只有日文不知道有沒理解錯(cuò)）都會(huì)具備加氫站。

再看看其他基建設(shè)施方面是如何推動(dòng)氫能源的，首先舉2個(gè)住宅方面的例子，橫濱市政府在港口地區(qū)放置了幾套“H2One氫燃料電池系統(tǒng)”，這套東東簡單來說就是借氫達(dá)成“削峰填谷”的效果。在太陽能電池板發(fā)電量較高/電網(wǎng)閑時(shí)的時(shí)候，制氫裝置便把水電解成氫氣并儲存在儲氫罐里頭，當(dāng)居民用電需求變大/災(zāi)難期間，此時(shí)電網(wǎng)不能提供充足的電量，那罐子里面的氫氣就能通過燃料電池轉(zhuǎn)化為電能輸出給居民，并且提供熱水（發(fā)電副產(chǎn)物）。H2One能滿足緊急情況下的用電需求，而且不像柴油發(fā)電機(jī)那樣排出廢氣。

●H2One氫燃料電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

●H2One氫燃料電池系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)

除了H2One這些大型氫燃料電池設(shè)備之外，在另一個(gè)“氫鎮(zhèn)”福岡，政府還打算為每戶居民安裝ENE-FARM家用燃料電池，ENE-FARM可以從城市煤氣/丙烷氣體當(dāng)中吸收氫氣，并產(chǎn)生一定的電力和熱量（提供熱水）。

燃料車型制造成本下降，加上ENE-FARM這樣的家用燃料電池普及到每一個(gè)家庭，“氫社會(huì)”的第一階段總算達(dá)成了。

第二階段：獲得大量且廉價(jià)的氫

在普及氫能源使用的過程中，日本還需要考慮到如何獲得充足且廉價(jià)的氫。

自然界中的氫大多以水、化石燃料以及有機(jī)物的形態(tài)存在，而目前氫的提取方法有很多，包括從水中電解、使用天然氣、石油的蒸汽重整以及利用微生物分解有機(jī)物轉(zhuǎn)化而來。

對于我國來說制備氫氣不算個(gè)難題（畢竟我國石油、煤炭儲備相對充足，兩者都是低成本制氫的基礎(chǔ)），但日本因?yàn)槿狈κ鸵约懊禾抠Y源，只能盡可能通過電解的方式制氫。當(dāng)然為了進(jìn)一步降低制氫成本，某些企業(yè)也在研究新的制氫工藝，就拿川崎重工來說，它正打算從“褐煤”（一種煤化程度低，且不易運(yùn)輸，燃燒還帶嚴(yán)重污染的煤）當(dāng)中制備氫氣，具體就是在澳大利亞制氫，然后把氫運(yùn)回日本。

解決了氫氣供給的問題，就可以考慮用氫氣發(fā)電了。目前日本能源結(jié)構(gòu)以煤炭、石油以及LNG為主，所以即使普及電動(dòng)車也會(huì)帶來很高的碳排放，為此他們也在摸索用氫氣發(fā)電，三菱重工、日立聯(lián)合建造的全球首個(gè)氫能發(fā)電廠計(jì)劃在2020年建成并投入運(yùn)營。

第三階段：氫燃料滲透到各行各業(yè)

為了讓氫能源滲透到更多產(chǎn)業(yè)，就需要考慮建造一個(gè)完善的供給體系，眾所周知?dú)涞倪\(yùn)輸一直以來都是個(gè)問題，現(xiàn)在常見的運(yùn)輸方式是采用高壓氣罐，但這種方式運(yùn)輸量有限，而其他方式例如液態(tài)運(yùn)輸（將氫保持在-252攝氏度）、固態(tài)儲氫（利用固體對氫氣的物理吸附或化學(xué)反應(yīng)把氫儲存在固體當(dāng)中，再用稀有金屬還原），都因?yàn)槌杀咎甙憾荒芡茝V。

●Mirai后排下方的高壓儲氫罐

目前一些日本企業(yè)在研究用甲苯來液化氫氣，讓其生成常溫下以液體狀態(tài)存在，且無需特殊容器存儲的甲基環(huán)己烷，在用到氫的時(shí)候再通過一種名為SPERA的催化劑還原出氫氣以及甲苯。

當(dāng)然現(xiàn)在距離第三階段目標(biāo)達(dá)成還有20多年時(shí)間，說不定中途又有什么新技術(shù)能突破，從而解決氫氣運(yùn)輸?shù)碾y題呢？

對日本來說，氫能源需要形成一個(gè)全社會(huì)產(chǎn)業(yè)鏈，而截至目前，他們已經(jīng)花了5年時(shí)間打通氫氣的生產(chǎn)（水電解制氫、褐煤制氫）、運(yùn)輸（甲苯+SPERA催化劑）、氫氣發(fā)電（三菱重工&日立電廠）、基建鋪設(shè)（加氫站、H2One、ENE-FARM設(shè)備）、氫燃料電池車生產(chǎn)（豐田Mirai、特種車輛、巴士）等多個(gè)鏈條。

●在日本投入運(yùn)營的氫燃料電池車

由此看來，“氫社會(huì)”確實(shí)離日本不遠(yuǎn)了。

其他國家如何看待氫能源

在全球面臨環(huán)保壓力以及能源危機(jī)的背景下，除了日本，很多歐洲國家都在發(fā)力氫能源，但它們沒有把“氫”上升到社會(huì)層面，更多只是強(qiáng)調(diào)氫能源在出行領(lǐng)域帶來的改變。

早在2008年，歐盟就出臺了燃料電池與氫聯(lián)合行動(dòng)計(jì)劃項(xiàng)目（FCH－JU），這項(xiàng)計(jì)劃被認(rèn)為在促進(jìn)歐洲氫能和燃料電池應(yīng)用當(dāng)中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。

而在歐盟的12個(gè)成員國當(dāng)中，包括英國、德國在隨后的10年時(shí)間里都出臺了與氫有關(guān)的政策，像德國交通部就計(jì)劃在2019年前投資18億人民幣用于推進(jìn)氫燃料電池的研發(fā)，在上年9月，連接庫克斯港、不來梅港、布雷默沃德和布克斯特胡德之間的氫動(dòng)力列車已正式運(yùn)營，此外德國政府還劃了一部分基金，用于2023年前在國內(nèi)建造400座加氫站。

有了政策以及資金的支持，歐洲現(xiàn)在在運(yùn)營的加氫站已經(jīng)達(dá)到139座，氫能公交車項(xiàng)目CHIC也在持續(xù)擴(kuò)張當(dāng)中。

而在車企方面，寶馬、奔馳都在默默發(fā)力氫能源，在今年法蘭克福車展上，奔馳發(fā)布了首款氫燃料電池車GLC F-Cell，寶馬也帶來了i Hydrogen NEXT氫燃料電池概念車并計(jì)劃在2023年發(fā)布X7燃料電池版本，而大眾方面，雖然其CEO Herbert Diess堅(jiān)稱電動(dòng)比氫能源更好，但大眾旗下的奧迪卻計(jì)劃2021年之前批量生產(chǎn)氫能源車型。。到底是兒子瞎搞還是爸爸“真香”，坐等。

●GLC F-Cell

最后看看我們中國。今年兩會(huì)期間，“推動(dòng)充電、加氫等設(shè)施建設(shè)”首次寫入了《政府工作報(bào)告》當(dāng)中，這也意味著氫燃料電池可能是繼鋰電池之后的下一個(gè)風(fēng)口。

氫燃料電池車和電動(dòng)車，究竟誰更環(huán)保？

如果從環(huán)保的角度出發(fā)，那我認(rèn)為氫燃料電池車比電動(dòng)車更加環(huán)保，畢竟前者即使報(bào)廢拆解，燃料電池里面的金屬板、薄膜都可以回收，整個(gè)生命周期不存在污染物，但受限于成本，電動(dòng)車和氫燃料電池車還會(huì)共存很長一段時(shí)間。

那正如日本那樣，跳過電動(dòng)押寶氫能源，到底是對還是錯(cuò)呢？我也不知道，反正能讓北極那塊冰別融那么快就對了。

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