日本为什么发展氢能：别无选择

2050年,在东京的一条街道上,排着长龙的汽车向夜空中排放着废气。一辆公共汽车艰难地刹车,慢吞吞地穿过市区。然而,一直以来,这里的空气质量都很好,因为这些汽车只排放水蒸气,这是唯一的废气,来自为车辆提供动力的氢燃料电池。

这是日本政府及其世界领先的汽车工业的共同愿景,他们共同押下巨大的赌注,认为氢燃料将为未来的零排放汽车提供动力,而不是电池。从2020年东京奥运会开始,他们希望将数百万辆氢动力汽车投放到全国。

全世界的企业家和研究人员都在追逐氢能源。美国加利福尼亚一项行业与政府合作项目设定目标,到2030年实现100万辆氢动力汽车的应用。美国航空初创企业Airspace Experience Technologies联合创始人安妮塔·森古普塔(Anita Sengupta)认为,到2050年,氢燃料电池将成为远程商用飞机的一个可行选择。不过,对于氢能源的热情,世界上还没有任何其他地区能与日本相比。

日本首相安倍晋三今年在达沃斯宣布:“氢作为主要能源,更重要的是作为能源载体,必须变得更便宜、更容易负担得起。我国政府的目标是,到2050年,将氢的生产成本至少降低90%,使其比天然气更便宜。”

日本经济产业省发布的氢能源愿景是非常广阔的。首先从澳大利亚的褐煤开始,它将被气化来生产低成本的氢,而碳则被抽回地下。

然后,通过大型油轮将氢气运往日本,并分配到全日本各地的加氢站网络。最后,它被注入汽车、公共汽车和卡车,所有这些车辆都配备了价格低廉的燃料电池,将氢转化为电能,为车辆提供动力。

如果处理得当,氢燃料将为日本交通部门提供一种完全脱碳的方式,使用来自可靠战略盟友的燃料,同时相对于国际竞争对手,汽车行业也具备一种新的竞争优势。唯一的问题是,这种有远见的解决方案还欠缺基础设施。

“人们无法预测到2050年是否会成为氢能源的天下。这属于情景规划的范畴。”野村综合研究所(Nomura Research Institute)能源问题高级顾问Tetsuya Kaneko表示。“从技术角度来看,最大的问题是大规模供应氢气。”

目前,氢主要是化学工业的副产品,在排放二氧化碳的过程中产生。它也可以通过电解水来产生,但如果燃烧化石燃料来提供电力,那也不能称之为无碳。从澳大利亚进口氢气的计划仍处于试点阶段。

日本经济产业省的路线图要求,到2030年,氢的供应成本为每立方米30日元,低于煤制氢试点项目期间的几百日元的成本。

“最大的瓶颈是碳捕获和储存。”东京科技大学管理学教授菊川刚夫表示:“这并不是说做不到。这是关于经济学的问题。”

把氢运到日本,仍然需要汽车和加油站,很难证明这一解决方案是合理的。政府路线图要求,到2025年,燃料电池汽车相对混合动力汽车的价格溢价将从目前的300万日元(合27690美元)降至70万日元。

政府的目标是,到2025年,将有20万辆燃料电池汽车上路行驶,到2030年,则达到80万辆;燃料补给网络包括900个加氢站,是目前的9倍左右。

考虑到成本的挑战以及缺乏基础设施,分析师仍保持理智的怀疑态度。作为氢燃料的最大支持者之一,丰田最近加大了对电池动力汽车的投资。

但是,日本不太可能轻易放弃氢燃料的梦想。“我认为日本是世界上氢能源最先进的国家。”Kaneko表示。“如果你问为什么,那是因为日本在减少碳排放方面几乎没有其他选择。”

日本由岛屿组成,国土面积小、多山,而且人口密集,不适合大规模生产可再生电力,而在2011年福岛第一核电站发生熔毁事故之后,日本对核能的兴趣也不大。如果这些限制仍然存在,剩下的就是采用某种形式的无碳进口。“我们不得不把氢作为一种选择。”Kaneko说,“但目前这只是一种选择”。