日本如何玩轉(zhuǎn)氫能源車 氫燃料電池/日本 氫能源時代急先鋒

　　氫燃料電池汽車作為汽車電動化、低碳化的重要方向，對于改善未來能源結(jié)構(gòu)、發(fā)展低碳交通具有深遠(yuǎn)意義。在全球大多數(shù)國家都以純電動汽車和混合動力汽車為主攻方向之時，日本人是如何直接以“三級跳”的姿勢直奔“終極環(huán)保”階段，投身氫燃料電池車行列？讓我們來一探究竟。

　　傳統(tǒng)動力電池（干電池、蓄電池）是一種儲能裝置，把電能貯存起來，需要時再釋放出來；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、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，氫燃料電池對蓄電式純電動車有著碾壓優(yōu)勢。

　　不過，目前中國新能源的國策是主推蓄電池純電動車（BEV），雖然動力電池的技術(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)域的動力電池組（只不過容量更小），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，在國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈基本處于起步階段，造價高，產(chǎn)能低，僅能滿足商用級別的需求，動輒七位數(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、和加氫站建設(shè)是最核心的三個突破點(diǎn)。

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

　　電動汽車當(dāng)?shù)溃?dāng)其他國家還在觀望，或堅守燃油、或大力發(fā)展傳動動力電池的時候，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”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定。

　　1.日本島國資源匱乏、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；鋰電池的低溫性能到今天都得不到很好的解決，PTC熱敏電阻或小排量內(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車的重要緣由。

　　3.日本國土狹長、人口稠密，加氫站建設(shè)具有可行性：一個加氫站覆蓋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，由于日本人均收入高，家庭布局小型制氫站也成為一個可能性，這是“氫能社會”的微觀元素。

中、日、韓加氫站密度對比圖

　　◆ 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地利，也是因?yàn)闊o可奈何，日本成為了全球氫能利用的急先鋒。

　　為了鼓勵市民在奧運(yùn)期間也使用氫燃料電池車，東京政府會承擔(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)計到2030年東京氫燃料電池汽車加氫站會超過150個，車輛數(shù)量會超過20萬輛。

　　日本工業(yè)部長Seko也在去年9月份表示，“電動汽車的發(fā)展趨勢在增長，銷量在增加。但我們不能突然跳上電動汽車，要捍衛(wèi)政府對氫能的承諾。政府仍然致力于向“氫氣社會”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1萬kW的制氫裝置來制造、儲藏和供應(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)氫的制造和儲藏與電力系統(tǒng)供需平衡的最佳組合。