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日本人为什么点错了氢燃料汽车的科技树?


——我们对现有的每一种可能性进行了研究,我们认为氢能源存在一些困难的技术挑战,大约10年内,氢燃料汽车不会成为主流!

2021年,在本田CLARITY的停产声明中,本田无奈地向全世界宣告:氢燃料这条技术路线可能短期内走不通。

氢,是终极能源,这几乎是全人类的共识。再也没有比氢更让人放心的能源了——加进去的是氢,烧完了之后是水。

南阳水氢车现在已经被证实是一场骗局,但庞青年拿着一个矿泉水瓶接废水的画面,一直萦绕在我脑海中久久挥之不去。

每一个人都清楚,点石成金的点金术,把汞或铅变成黄金的炼金术是不存在的,但把水变成氢,把水变成能源是绝对可以实现的。

这也意味着,任何一个游泳池,任何有水的地方,都是看得见摸得着的宝藏,就像当年阿拉伯人和波斯人随手在后院就能挖出石油那样,只不过这次的主角是日本人。

围绕着氢燃料技术路线,日本人构建起一个庞大的专利海洋和专利屏障。

我在网上看到很多数据,有说日本占据了全世界70%的氢燃料技术专利,也有说是80%,但不管是多少,日本氢燃料专利数量是毋庸置疑的世界第一。

在全球最具竞争力的氢技术企业和组织中,也有8家来自日本,如丰田汽车、本田汽车、日产汽车、日本碍子、松下和京瓷。

据说,丰田占了日本氢燃料专利的一多半!

2014年,丰田推出全球第一款量产氢能源车Mirai,第一个月订单就达到1500辆左右,但遗憾的是直到2019年,Mirai在全球的累计销量才突破1万辆。

即便如此,丰田Mirai依然是全世界有史以来最畅销的氢燃料汽车,这个纪录恐怕还要保持很多年。

围绕着Mirai,丰田也构建起一个极其封闭的氢燃料供应链体系。这可能也是中美默契地选择锂电池技术路线的原因之一,毕竟专利在日本人手里,供应链也在日本人手里,想要弯道超车就要换个方向。

一旦中美选择了锂电池技术路线,丰田Mirai的滞销几乎成为必然,它只是颠沛流离的氢燃料技术路线的一个小小的注脚。

很多人不知道的是,氢确实一种清洁能源,但是制氢,可能不是。

目前所使用的制氢主要分为2大类。第一类是化石能源制氢,第二类新能源电解制氢。

其中,工业制氢占据主要地位,而新能源电解水制氢占的比例较低。而未来的发展趋势,主要是以电解水制氢为主要手段的绿氢。

马斯克是人所共知的氢燃料路线的抵制者,他不留情面地指出:“电解的效率低到可怜,所以你真的花了很多精力来分解氢气和氧气。然后你必须分离氢气和氧气并加压,这也需要大量的能量。”

现实中,氢的转化效率也并不高。

——从电解水制氢,到氢的压缩储运,再到转化为电能驱动车辆,这个过程中的损耗高达72%,而锂电池的损耗只有20%。

更何况,由于氢的物理特性,氢必须高压储存,考虑到氢气的沸点是-252.87℃,让液化氢大规模运输显然并不太可能。

另一个值得关注的问题是,氢的安全问题。

我摘录了一段关于网络上关于氢安全性的公开资料:氢气,是易燃易爆气体,但是爆炸条件并不容易形成。氢气爆炸极限是4.0%~75.6%(体积浓度),意思是如果氢气在空气中的体积浓度在4.0%~75.6%之间时,遇火源就会爆炸,而当氢气浓度小于4.0%或大于75.6%时,即使遇到火源,也不会爆炸。因为氢气很轻,具有易扩散的特点,所以在非密闭空间下,氢气几乎不可能达到4%的浓度。也就是说,在室外空气流通的地方,很难发生氢气爆炸。

也因此,加氢站周边必须有足够的空旷地带,足够空旷的地带才能在氢泄露后有好的逸散条件,但是足够空旷的地带又不可避免地带来额外的土地成本。

俨然,氢燃料技术路线正在陷入一个恶性循环。

制氢、运氢、储氢每一个环节都有近乎无解的技术难题,自然“用氢”也就无从谈起。“用氢”无从谈起,企业就更没有动力去解决制氢、运氢、储氢的技术课题。

日本人对于氢燃料技术路线的执着,可能远超我们想象。

今年2月,本田汽车在召开的发布会上表示:公司将于今年开始生产与通用汽车公司联合开发的新型氢燃料电池系统,2024年,本田将开始在北美和日本销售一款配备下一代系统的新型燃料电池汽车。到21世纪30年代下半叶,本田计划将氢燃料电池系统销量提高到每年数十万台。

丰田也联姻海马汽车,找到了进入中国氢燃料汽车市场的机会。

双方将海南岛整体作为一个大型体验测试场,在海马汽车第三代氢燃料电池汽车上搭载运用包括日本丰田第二代Mirai电堆在内的成熟部件及系统,争取于2023年投入小批量(200辆)开展示范运营,并于2025年规划2000辆运营规模。

氢风好借力,送我上青云。日本人似乎已经复盘结束,在氢燃料技术路线的推广上找到了新的思路,也不再像以前那般保守和顽固。

下个十年,日本人坚守的氢燃料技术路线是对还是错?会不会像液晶、手机、半导体那样,再一次证明他们点错了科技树?

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