在橫濱港臨海公園的邊上，有一座由市政府、東芝、豐田、巖谷產業株式會社（從事氫產業）等企業一同參與建造的巨型風力發電機，發電機所發的電用于電解水產生氫氣，氫氣供應京濱臨海地區水果批發市場的12輛氫燃料燃料電池電池叉車。

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

日本為什么那么愛“氫”

有人說，日本從1993年就開始發展氫能源了，其實我認為這不是很正確，畢竟通產省那份《月光計劃》（ムーンライト計畫）有記載，日本在1981年就開始著手研發氫燃料電池。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公眾的視野。

至于為什么日本需要拼命開發氫能源，那大概離不開兩個原因，第一是日本礦產資源匱乏，用于發展工業的石油、煤炭、液化天然氣都依賴進口。第二是福島核事故之后，日本也被迫加快向其他能源發展，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，日本發展氫能源不只是為了給車使用，它更廣泛應用到日常生活當中，與電力、熱力一樣構成國內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。

三個階段實現“氫社會”

2014年，日本經濟產業省在“氫能與燃料電池戰略路線圖”提到，“氫社會”目標會分三步實現：2025年加速推廣和普及氫能利用市場；2030年建立大規模氫能供給體系并實現氫燃料發電；2040年完成零碳氫燃料供給體系建設。

●“氫社會”目標三部曲

第一階段：普及使用氫能源

為了推動上游產業鏈發展，初期就需要一定規模的用戶，為此不少日本企業通過推出與氫相關的產品去吸引消費者購買/使用從而累積初期用戶。

拿車企來說，豐田目前已經把氫燃料電池技術應用到各類乘用車、商用車以及特種車輛當中。正如我們熟悉的Mirai，現在除了零售之外，還投入到本土共享出行領域。

為了降低Mirai的制造成本（Mirai在元町工廠屬半手工生產，所以產能低，成本高），豐田還投建了新的自動化生產線并擴大燃料電池/儲氫罐的產能，等實現3.6萬輛/年的產能目標之后，Mirai有望實現與混合動力車型同價位（因為在日本FCV車型有巨額補貼），以吸引更多消費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的氫燃料電池巴士已投入市場；與豐田叉車公司共同研發的叉車氫燃料電池系統、與愛信精機共同研發的家庭用氫燃料電池集中供熱系統也已經在市場銷售。

●氫燃料電池叉車

車有了，加氫站這些基建設施總得跟上吧？按照17年年底頒布的“氫能源基本戰略”規劃看，日本國內加氫站會從目前的100所擴建至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”，每個服務區（資料只有日文不知道有沒理解錯）都會具備加氫站。

再看看其他基建設施方面是如何推動氫能源的，首先舉2個住宅方面的例子，橫濱市政府在港口地區放置了幾套“H2One氫燃料電池系統”，這套東東簡單來說就是借氫達成“削峰填谷”的效果。在太陽能電池板發電量較高/電網閑時的時候，制氫裝置便把水電解成氫氣并儲存在儲氫罐里頭，當居民用電需求變大/災難期間，此時電網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化為電能輸出給居民，并且提供熱水（發電副產物）。H2One能滿足緊急情況下的用電需求，而且不像柴油發電機那樣排出廢氣。

●H2One氫燃料電池系統結構

●H2One氫燃料電池系統運行狀態

除了H2One這些大型氫燃料電池設備之外，在另一個“氫鎮”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/丙烷氣體當中吸收氫氣，并產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家庭，“氫社會”的第一階段總算達成了。

第二階段：獲得大量且廉價的氫

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的氫。

自然界中的氫大多以水、化石燃料以及有機物的形態存在，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物轉化而來。

對于我國來說制備氫氣不算個難題（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），但日本因為缺乏石油以及煤炭資源，只能盡可能通過電解的方式制氫。當然為了進一步降低制氫成本，某些企業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，且不易運輸，燃燒還帶嚴重污染的煤）當中制備氫氣，具體就是在澳大利亞制氫，然后把氫運回日本。

解決了氫氣供給的問題，就可以考慮用氫氣發電了。目前日本能源結構以煤炭、石油以及LNG為主，所以即使普及電動車也會帶來很高的碳排放，為此他們也在摸索用氫氣發電，三菱重工、日立聯合建造的全球首個氫能發電廠計劃在2020年建成并投入運營。

第三階段：氫燃料滲透到各行各業

為了讓氫能源滲透到更多產業，就需要考慮建造一個完善的供給體系，眾所周知氫的運輸一直以來都是個問題，現在常見的運輸方式是采用高壓氣罐，但這種方式運輸量有限，而其他方式例如液態運輸（將氫保持在-252攝氏度）、固態儲氫（利用固體對氫氣的物理吸附或化學反應把氫儲存在固體當中，再用稀有金屬還原），都因為成本太高昂而不能推廣。

●Mirai后排下方的高壓儲氫罐

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

當然現在距離第三階段目標達成還有20多年時間，說不定中途又有什么新技術能突破，從而解決氫氣運輸的難題呢？

對日本來說，氫能源需要形成一個全社會產業鏈，而截至目前，他們已經花了5年時間打通氫氣的生產（水電解制氫、褐煤制氫）、運輸（甲苯+SPERA催化劑）、氫氣發電（三菱重工&日立電廠）、基建鋪設（加氫站、H2One、ENE-FARM設備）、氫燃料電池車生產（豐田Mirai、特種車輛、巴士）等多個鏈條。

●在日本投入運營的氫燃料電池車

由此看來，“氫社會”確實離日本不遠了。

其他國家如何看待氫能源

在全球面臨環保壓力以及能源危機的背景下，除了日本，很多歐洲國家都在發力氫能源，但它們沒有把“氫”上升到社會層面，更多只是強調氫能源在出行領域帶來的改變。

早在2008年，歐盟就出臺了燃料電池與氫聯合行動計劃項目（FCH－JU），這項計劃被認為在促進歐洲氫能和燃料電池應用當中發揮了至關重要的作用。

而在歐盟的12個成員國當中，包括英國、德國在隨后的10年時間里都出臺了與氫有關的政策，像德國交通部就計劃在2019年前投資18億人民幣用于推進氫燃料電池的研發，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力列車已正式運營，此外德國政府還劃了一部分基金，用于2023年前在國內建造400座加氫站。

有了政策以及資金的支持，歐洲現在在運營的加氫站已經達到139座，氫能公交車項目CHIC也在持續擴張當中。

而在車企方面，寶馬、奔馳都在默默發力氫能源，在今年法蘭克福車展上，奔馳發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劃在2023年發布X7燃料電池版本，而大眾方面，雖然其CEO Herbert Diess堅稱電動比氫能源更好，但大眾旗下的奧迪卻計劃2021年之前批量生產氫能源車型。。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。今年兩會期間，“推動充電、加氫等設施建設”首次寫入了《政府工作報告》當中，這也意味著氫燃料電池可能是繼鋰電池之后的下一個風口。

氫燃料電池車和電動車，究竟誰更環保？

如果從環保的角度出發，那我認為氫燃料電池車比電動車更加環保，畢竟前者即使報廢拆解，燃料電池里面的金屬板、薄膜都可以回收，整個生命周期不存在污染物，但受限于成本，電動車和氫燃料電池車還會共存很長一段時間。

那正如日本那樣，跳過電動押寶氫能源，到底是對還是錯呢？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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