日本如何玩轉(zhuǎn)氫能源車 氫燃料電池/日本 氫能源時(shí)代急先鋒

　　氫燃料電池汽車作為汽車電動(dòng)化、低碳化的重要方向，對(duì)于改善未來(lái)能源結(jié)構(gòu)、發(fā)展低碳交通具有深遠(yuǎn)意義。在全球大多數(shù)國(guó)家都以純電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車為主攻方向之時(shí)，日本人是如何直接以“三級(jí)跳”的姿勢(shì)直奔“終極環(huán)保”階段，投身氫燃料電池車行列？讓我們來(lái)一探究竟。

　　傳統(tǒng)動(dòng)力電池（干電池、蓄電池）是一種儲(chǔ)能裝置，把電能貯存起來(lái)，需要時(shí)再釋放出來(lái)；而氫燃料電池是一種發(fā)電裝置，是把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的電化學(xué)發(fā)電裝置。

　　相較于鋰電池，氫燃料電池具有能量密度高、續(xù)航里程長(zhǎng)、整備質(zhì)量輕、性能提升空間大等諸多優(yōu)點(diǎn)。單純從用戶體驗(yàn)和擺脫里程焦慮的角度考慮，氫燃料電池對(duì)蓄電式純電動(dòng)車有著碾壓優(yōu)勢(shì)。

　　不過(guò)，目前中國(guó)新能源的國(guó)策是主推蓄電池純電動(dòng)車（BEV），雖然動(dòng)力電池的技術(shù)瓶頸暫未突破，但產(chǎn)業(yè)鏈布局已經(jīng)形成了規(guī)模。反觀氫燃料電池車（FCV）領(lǐng)域，它同樣需要BEV領(lǐng)域的動(dòng)力電池組（只不過(guò)容量更小），而氫燃料電池必須的關(guān)鍵材料，如催化劑、質(zhì)子交換膜、雙極板等，在國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈基本處于起步階段，造價(jià)高，產(chǎn)能低，僅能滿足商用級(jí)別的需求，動(dòng)輒七位數(shù)的加氫站建設(shè)成本也阻擋了氫燃料電池車進(jìn)入乘用車市場(chǎng)的風(fēng)頭。

　　地球上氫元素含量豐富，且能量密度高、更加環(huán)保清潔。但氫燃料電池成本高、落地困難，現(xiàn)階段不靠政府補(bǔ)貼很難走下去。加氫站建設(shè)投資成本高，發(fā)展滯后。此外，氫氣易燃易爆，存在一定的安全隱患。降低成本、存儲(chǔ)、和加氫站建設(shè)是最核心的三個(gè)突破點(diǎn)。

　　日本在氫能源的探索給了我們新的希望，接下來(lái)就讓我們一起來(lái)看看日本氫能源的發(fā)展。

　　電動(dòng)汽車當(dāng)?shù)溃?dāng)其他國(guó)家還在觀望，或堅(jiān)守燃油、或大力發(fā)展傳動(dòng)動(dòng)力電池的時(shí)候，日本已經(jīng)在氫能的利用上走在世界前列。日本提出了“氫能社會(huì)”的構(gòu)想，豐田量產(chǎn)了第一輛性能優(yōu)越的氫電池車Mirai，本田也推出了Clarity，加氫三分鐘，續(xù)航750公里，日本在“朝氫走”的道路上走得特別堅(jiān)定。

　　1.日本島國(guó)資源匱乏、而且氫能源環(huán)保、高效且制法多樣：

　　2.日本氣候嚴(yán)寒，氫燃料電池系統(tǒng)的工況受低溫影響較小，具有天然優(yōu)勢(shì)；鋰電池的低溫性能到今天都得不到很好的解決，PTC熱敏電阻或小排量?jī)?nèi)燃機(jī)等保溫方法各有缺點(diǎn)，這也是日本不廣泛推廣純電動(dòng)車的重要緣由。

　　3.日本國(guó)土狹長(zhǎng)、人口稠密，加氫站建設(shè)具有可行性：一個(gè)加氫站覆蓋100平方公里左右的面積，就算僅僅將加氫站在日本沿海布局，也基本可以滿足日本加氫的需求了。同時(shí)，由于日本人均收入高，家庭布局小型制氫站也成為一個(gè)可能性，這是“氫能社會(huì)”的微觀元素。

中、日、韓加氫站密度對(duì)比圖

　　◆ 小結(jié)

　　氫燃料電池車或許是一種非常具有地域特色的解決方案，尤其適合狹窄，人口稠密，能源匱乏以及高度要求環(huán)保的地點(diǎn)：是因?yàn)樘鞎r(shí)地利，也是因?yàn)闊o(wú)可奈何，日本成為了全球氫能利用的急先鋒。

　　為了鼓勵(lì)市民在奧運(yùn)期間也使用氫燃料電池車，東京政府會(huì)承擔(dān)80%的補(bǔ)貼。另外，氫燃料電池車加氫站也在東京加緊建設(shè)中，預(yù)計(jì)到2030年?yáng)|京氫燃料電池汽車加氫站會(huì)超過(guò)150個(gè)，車輛數(shù)量會(huì)超過(guò)20萬(wàn)輛。

　　日本工業(yè)部長(zhǎng)Seko也在去年9月份表示，“電動(dòng)汽車的發(fā)展趨勢(shì)在增長(zhǎng)，銷量在增加。但我們不能突然跳上電動(dòng)汽車，要捍衛(wèi)政府對(duì)氫能的承諾。政府仍然致力于向“氫氣社會(huì)”轉(zhuǎn)型項(xiàng)目投入資金。” 

　　2018年8月9日，日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)（NEDO）、東芝能源系統(tǒng)、東北電力及巖谷產(chǎn)業(yè)合作，開(kāi)始在福島縣浪江町建設(shè)利用可再生能源制氫的氫能源系統(tǒng) “福島氫能源研究站（Fukushima Hydrogen Energy Research Field （FH2R））”。

　　“福島氫能源研究站” 每年能利用毗鄰的光伏發(fā)電設(shè)備和系統(tǒng)電力，通過(guò)1萬(wàn)kW的制氫裝置來(lái)制造、儲(chǔ)藏和供應(yīng)最大900噸的氫。此次實(shí)證運(yùn)行的最大課題是，如何利用氫能源運(yùn)行系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)氫的制造和儲(chǔ)藏與電力系統(tǒng)供需平衡的最佳組合。