日本作為一個島國,資源匱乏,能源進口依賴非常嚴重。尤其是在1973年第四次中東戰爭爆發后,引發了全球石油危機,作為石油消耗國的日本損失巨大。從那個時候開始日本開始尋找解決能源危機的出路,氫作為綠色能源計劃“陽光計劃”的一部分被廣泛研究,該計劃還包括太陽能和風能。
在90年代初,日本開始實施“世界能源網絡計劃”,對于氫能源和燃料電池開始進行基礎性研究。作為元素周期表第一位的元素,氫能源不管是清潔還是利用率都有著天然優勢。氫氣燃燒熱值很高,在同樣重量下,可以產生四倍于天然氣的熱量;另外,氫和氧燃燒后生成水,從能源利用和碳排放角度來看,氫能源都能完美契合日本的低污染要求。在2011年福島核電站事故以后,日本開啟零核電時代,以氫能為主的可再生能源得到快速發展。
經過這四五十年的研究,日本已經儲備了足夠的氫能制造、儲備、運輸及利用的技術,掌握全世界70%的氫能源技術專利。利用自己領先的技術,日本可以在全球產業鏈中輕松地建立自己的護城河。2014年,豐田推出第一款商用氫動力汽車Mirai(日語中“未來”的意思)。2016年,本田推出了清潔燃料電池(Clarity Fuel Cell)。日本川崎重工設計建造了世界上第一艘氫運輸船Suiso Frontier。

如果中美歐都配合使用氫能源,那豈不是諾大的世界都將被日本卡脖子?中美歐哪一個單獨拎出來都是一個天量的市場!如此龐大的市場怎么會輕易讓人技術封鎖呢?我們曾經考慮過和日本合作,用市場換取氫能源技術,隨著日本脫亞入美,情況就變得復雜。
氫的制取
氫氣屬于“二次能源”,雖然是一種非常清潔的能源,但獲取并不像石油、天然氣一樣天然存在于地球上,它需要被制造出來。按照生產過程分類,工業氫一般分為高碳制取的“灰氫”、低碳制取的“藍氫”、零碳制取的“綠氫”。
灰氫都是通過傳統化石能源(石油、天然氣、煤炭)與水反應制氫;如果將生產過程中的碳捕捉封存起來(碳封存),這部分氫則被稱為“藍氫”;綠氫是指利用可再生能源(核能、風能、太陽能等)清潔能源,以電解水的方式制取氫。
日本的氫技術發達,偏偏可再生能源不足,制氫依靠戰略盟友澳大利亞的褐煤制氫,純氫氣發電成本是1度電97.3日元(合5.46元人民幣),一點都不便宜。中國每年約3000萬噸的氫氣產量來自煤制氫、天然氣重整制氫等非清潔來源,制氫的成本與汽油和柴油接近。
氫能源汽車
氫能源汽車運行方式有兩類,一類是內燃機汽車,一類是燃料電池汽車。前者使用氫氣做燃料,產生的熱能為汽車提供動力,類似化石能源;后者燃料電池,氫氣和氧氣從電堆入口進入,通過電化學反應后產生電流,驅動車輛行駛。

日本的體量太小了,即使是舉國之力做出一項改變世界的技術,想借此技術讓其他大國服軟,改變世界地位格局,還是不太可能。當年液晶和等離子爭奪下一代顯示技術的天下,縱然等離子擁有技術優勢,但它卻輸在失去了市場,液晶憑借著中國龐大的市場完成了快速的技術迭代,最后全面取代等離子。氫燃料汽車這種應用型的技術更是離不開市場,除了汽車本身還包括了制氫、儲氫、加氫等一系列的基礎建設,中美歐哪個市場更適合氫能源的快速推廣,大規模基建呢?
中國沒有燃油車產業的歷史包袱,也沒多少發動機變速箱的積累,電動時代,我們直接繞過這兩座大山,跟百年車廠現在一個起跑線甚至部分領先,競爭力提高許多。中國不是不想用氫燃料,是因為氫燃料現在太不成熟,技術發展還不成熟。氫能源汽車的整個上下游產業鏈(氫氣提純、儲存運輸、加氫站、氫燃料電池)的核心設備及技術,都是日韓、歐美壟斷。如果我國大面積鋪開氫能源車的應用,又會像內燃機汽車那樣給西方國家做嫁衣。
鋰電池為代表的的新能源汽車產業鏈,中國已經取得了比較大的領先優勢。中國煤炭儲量豐富,發電不愁,中國電力科技已走在世界之巔,現成的完備的發電廠輸配電網絡擱置不用,再花大錢去建設制氫工廠、氫氣儲運網絡、加氫站(電動車是停車場充電樁),是不是有點得不償失。
中國做電動車非常符合現在國情需求。在技術最終決出勝負之前,咱們肯定是所有技術路線都要走的,氫能源還是可以關注的,但至少在中短期,它只能是作為鋰電池產業鏈的一個補充。