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氫能被認(rèn)為是脫碳社會(huì)的王牌。日本正在大力研發(fā)氫能，不僅是為了實(shí)現(xiàn)氣候目標(biāo)，也是為了使該國(guó)成為世界上第一個(gè)氫經(jīng)濟(jì)體，引領(lǐng)全球市場(chǎng)。
在氫能的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用方面，日本的交通網(wǎng)絡(luò)處于領(lǐng)先地位——日本汽車(chē)業(yè)已經(jīng)研制了各種氫能運(yùn)輸工具，包括公共汽車(chē)、卡車(chē)、列車(chē)等，新加坡《聯(lián)合早報(bào)》網(wǎng)站在最近的報(bào)告中指出，與電動(dòng)汽車(chē)相比，氫能汽車(chē)加注時(shí)間較短，這使得它在遠(yuǎn)程運(yùn)輸方面具有優(yōu)勢(shì)。目前，日本企業(yè)正在研發(fā)氫動(dòng)力飛機(jī)。
建設(shè)“氫能社會(huì)”
在全球變暖的背景下，尋找綠色能源已逐漸成為世界各國(guó)的關(guān)鍵任務(wù)之一，而清潔、無(wú)污染的氫能被視為“完美能源”，也被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)碳中和的關(guān)鍵。根據(jù)國(guó)際氫能委員會(huì)的預(yù)測(cè)，到2050年，氫能的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到2.5萬(wàn)億美元。歐盟委員會(huì)聯(lián)合研究中心表示，到2050年，氫能將占?xì)W盟最終能源消耗的10%-23%；據(jù)英荷殼牌石油集團(tuán)估計(jì)，到2100年，氫能將占全球能源消耗的10%。
在這場(chǎng)能源競(jìng)賽中，日本走在了前列，氫能逐漸成為世界各國(guó)競(jìng)爭(zhēng)的重要綠色能源。
日本在能源安全方面一直有危機(jī)感。早在20世紀(jì)70年代，當(dāng)石油危機(jī)發(fā)生時(shí)，日本就開(kāi)始研發(fā)氫技術(shù)，1973年成立了“氫能源協(xié)會(huì)”。據(jù)《聯(lián)合早報(bào)》報(bào)道，福島核泄漏事件后，時(shí)任總統(tǒng)安倍晉三提出建設(shè)“氫能社會(huì)”目標(biāo)。2017年12月，日本制定了《氫能基本戰(zhàn)略》。2018年7月，日本制定了《第五次能源基本計(jì)劃》。今年3月12日，日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省發(fā)布了新版《氫能與燃料電池路線(xiàn)圖》，旨在到2030年提高氫能在能源結(jié)構(gòu)中的比例。
“氫”裝上路
為建設(shè)“氫能社會(huì)”日本在多個(gè)領(lǐng)域下了很大的功夫，交通領(lǐng)域當(dāng)仁不讓的走在前列，日本汽車(chē)業(yè)加大了研發(fā)各種氫能運(yùn)輸工具的力度。
例如2014年，豐田推出了世界首款氫能量產(chǎn)車(chē)“未來(lái)”（MIRAI），2020年12月，豐田宣布第二代MIRAI在日本市場(chǎng)正式上市，最大續(xù)航里程可達(dá)850公里。此外，2017年在日本首次投入使用大容量氫燃料電池的公交車(chē)。去年?yáng)|京奧運(yùn)會(huì)期間，運(yùn)動(dòng)員通勤使用的氫燃料電池汽車(chē)——包括MIRAI和氫燃料電池巴士的后面是位于東京都江東區(qū)豐州的加氫站。該加氫站占地面積2000平方米，每小時(shí)可提供4輛燃料電池汽車(chē)加氫，而制造氫氣的原料來(lái)自殼牌集團(tuán)提供的碳中性液化天然氣。
用于物流的大型氫能卡車(chē)是日本各大汽車(chē)公司積極開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。例如2018年，豐田正式展示了第二代氫燃料電池卡車(chē)。作為一輛零排放半掛卡車(chē)，升級(jí)后的續(xù)航里程達(dá)到483公里。今年2月，豐田汽車(chē)集團(tuán)的豐田通商等公司在洛杉磯港推出了氫燃料電池驅(qū)動(dòng)卡車(chē)和大型機(jī)械的實(shí)證項(xiàng)目。
與電動(dòng)汽車(chē)相比，氫能汽車(chē)的加注時(shí)間更短，這使得它們?cè)谶h(yuǎn)程運(yùn)輸方面具有優(yōu)勢(shì)。如今，日本專(zhuān)注于遠(yuǎn)程運(yùn)輸，如氫能飛機(jī)和快速鐵路，并明確了投放市場(chǎng)的目標(biāo)。
東日本旅客鐵道株式會(huì)社（JR East）的氫能列車(chē)將于2030年推出。據(jù)日本廣播協(xié)會(huì)（NHK）報(bào)道，今年3月底，這家企業(yè)在神奈川縣的一些路線(xiàn)上對(duì)“Hybari”進(jìn)行相關(guān)測(cè)試。“Hybari”列車(chē)由JR East、日立和豐田共同開(kāi)發(fā)。氫氣箱安裝在氫氣列車(chē)的車(chē)頂上，氫氣被輸送到車(chē)身下部的燃料電池中，并通過(guò)與空氣中的氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電力，列車(chē)的最高速度可達(dá)每小時(shí)100公里。
該公司指出，盡管氫能列車(chē)的行駛速度略低于其他列車(chē)的120-130公里，且成本高于普通列車(chē)，但由于其攜帶氫燃料與鋰離子電池，在行駛過(guò)程中不會(huì)排放廢氣與二氧化碳，燃料電池只會(huì)排放水，不需要設(shè)置高架電纜或變電所，這可以大大降低維護(hù)成本。
此外，川崎重工還與歐洲主要飛機(jī)制造商合作研究氫動(dòng)力飛機(jī)。據(jù)日本6月20日《讀賣(mài)新聞》報(bào)道，川崎重工計(jì)劃在2040年之前研發(fā)氫動(dòng)力飛機(jī)零部件并實(shí)際投入使用。據(jù)報(bào)道，川崎重工計(jì)劃從2030年開(kāi)始向海外飛機(jī)制造商提供發(fā)動(dòng)機(jī)零部件和油箱，并計(jì)劃進(jìn)行陸地測(cè)試。預(yù)計(jì)到2050年，銷(xiāo)售額將達(dá)到數(shù)百億日元。預(yù)計(jì)研發(fā)成本為180億日元，其中90%以上是政府支持的日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)（NEDO）提供補(bǔ)貼。
仍然面臨著許多挑戰(zhàn)
根據(jù)國(guó)際氫能委員會(huì)的預(yù)測(cè)，在交通運(yùn)輸領(lǐng)域，氫能的使用預(yù)計(jì)每年可以減少1/3的碳排放。盡管氫燃料電池汽車(chē)的優(yōu)勢(shì)非常突出，但它們?nèi)匀幻媾R許多問(wèn)題。
最重要的是氫燃料價(jià)格較貴。目前，充電站的建設(shè)和化學(xué)催化的成本都非常昂貴，這也是氫燃料電池汽車(chē)不能廣泛商業(yè)化的主要原因。
為了降低氫燃料的成本，川崎重工建造了世界上第一艘運(yùn)輸液化氫的專(zhuān)用船。據(jù)日本政府官方網(wǎng)站6月23日?qǐng)?bào)道，川崎重工的液化氫運(yùn)輸船于今年2月成功進(jìn)行了海上運(yùn)輸示范試驗(yàn)。這艘船裝載了澳大利亞生產(chǎn)的氫氣，然后通過(guò)海上航線(xiàn)運(yùn)回日本神戶(hù)港。據(jù)路透社報(bào)道，日本計(jì)劃到2030年每年進(jìn)口30萬(wàn)噸氫氣，這無(wú)疑可以降低日本使用氫燃料的成本。
氫能發(fā)展面臨的另一個(gè)問(wèn)題是目前加氫站數(shù)量較少，截至2020年底，日本已建成142座加氫站，數(shù)量明顯不足。
此外，氫能的成功最終可能取決于社會(huì)是否愿意為此付出代價(jià)。彭博社能源財(cái)經(jīng)預(yù)測(cè)，未來(lái)10年，全球?qū)⑿枰顿Y1500億美元才能將氫成本降低到具有競(jìng)爭(zhēng)力的水平。
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