今天小編分享的科學經驗：日本H，在短短十年從遙遙領先變成遙遙落後？，歡迎閱讀。
地球知識局
文字 | 绯紅之豬
制圖 | 果栗乘 校對 | 朝乾 編輯 | 果栗乘
眾所周知，中國在電動車領網域碾壓日本，但日本也有自己以為的大招，那就是曾被寄予厚望的氫能源汽車。
早在當年路線之争的時候，日本就壟斷了氫能汽車的技術與產業鏈，但僅僅十年時間，中國在這個日本幾乎獨門壟斷的領網域也開始發力。
雖然日本的技術仍然領先，但是受限于市場體量和應用，在氫能源汽車的實際應用上其實遙遙落後于我國。
以加氫站的建設為例，日本截至 2023 年底僅建成 166 座加氫站，遠遠于預期。加氫難問題，成為制約日本氫能源汽車發展的瓶頸。
加氫站分布比較集中，且大多分布在大城市周圍▼
歐美日韓強推氫能源，卻讓消費者買單的做法，被現實無情打臉。根據日本汽車經銷商協會（JADA）數據，24 年日本氫能源乘用車銷量僅有 697 輛。
相比之下，中國卻選擇了一條 " 悶聲發大财 " 的路子，以大巴、卡車為代表的商用車作為試點先行。到 2023 年，中國氫能源汽車銷量約 5800 輛，占全球總銷量近 4 成，悄咪咪地來到世界第一。
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為什麼是重卡？
這兩年，中國新能源汽車大殺四方，市場卷得昏天黑地。不過在一個細分領網域，新能源汽車卻依舊難以撼動燃油車，那就是重卡。
原因也不難理解，重卡做純電版，電耗實在太高。為了保證續航，必須配備超大電池能量的動力電池。不僅充電巨慢，還會顯著增加車重與電耗，最終變成面多加水、水多加面的困境。
用氫燃料電池重卡逐漸取代燃油重卡，不僅沒有上述痛點，好處更是多多：重卡的行程軌迹固定，便于以高速公路的節點建設加氫站，形成 " 由點到線 " 的覆蓋。
去年，中石化建成了橫跨京津冀魯蘇滬的 "京滬氫能交通走廊"，兩輛 49 噸氫能重卡從北京出發，經過 53 小時、1500 公裡的旅途，成功抵達上海。
京滬氫能走廊也是目前全球最長的氫能走廊
（圖：中國石化）▼
這是我國首次長距離、跨區網域的氫能源汽車運輸測試，此前還已建成了京津、成渝、滬嘉甬、濟青和漢宜高速的氫能交通走廊。
另一個好處是在環保上：重卡一直是二氧化碳與各種污染物的排放大戶，1 輛 49 噸柴油重卡的碳排放就相當于 40 輛燃油小轎車。
截至 21 年，我國 3 億汽車保有量中，重卡以 850 萬輛的小體量，就占到全部二氧化碳排放量的一半。重卡領網域普及氫能源，對我國的減碳計劃起到立竿見影的效果。
前面提到日本推廣氫能源汽車撲街，最關鍵的還是車貴、加氫難。而我國的解決之道是對購買氫能源重卡、建設加氫站、加氫以及高速費進行補貼或減免。
以某國產品牌 49 噸重卡為例，柴油版售價 40~50 萬元、純電版近百萬，而氫能源版本則高達 150 萬。
但國家與各地方政府的補貼額度相加近 110 萬元，這樣一來，氫能源重卡的實際價格已基本與燃油版持平。
除了買車，高速費也是重卡 TCO（全生命周期擁有成本）的大頭。目前，已有陝西、山東、吉林、四川和内蒙古鄂爾多斯等地免除氫能源重卡高速費。
其實有些地區不僅對氫能源重卡免高速費
還有購車補貼算下來更便宜▼
加氫這塊也有相應補貼，一般來說，跑同等距離下加氫費用是柴油的 2~3 倍，補貼的目的則是盡可能讓兩者相當，吸引用戶換車。
氫氣是你不似你
氫能源汽車加氫貴，除了加氫站建設費用高外，主要是制氫、運氫、儲氫的成本目前還很高。
氫氣密度實在太低，一輛 20 兆帕的長管運氫車只能運約 350 公斤氫氣，跑一百公裡光運輸成本就高達 10 元 / 千克。随着距離增加，運輸成本将顯著上升。
給氫氣降溫液化，密度高了一次運輸的量不就大了嗎？問題是氫氣的沸點僅為 -253 ℃，需要設計復雜的絕熱系統儲存，成本依然很高。
針對運氫的諸多痛點，我國同時搞了好幾條低成本運氫路線，其中一條是先制氫氣，再把氫氣做成氨氣。氨氣液化運輸到加氫站後，現場高溫催化制成氫氣與氮氣的混合氣。
相比氫氣，氨氣在運輸上的優勢太多了：液氨安全不容易洩露、常溫下加壓即可液化，用普通的鋼瓶就能大量運輸。作為重要化工原料，氨氣已被廣泛用于化肥、化纖、軍事等領網域，我國的產能極為龐大。
22 年 9 月，我國首座 " 氨現場制氫加氫一體站 " 在福建福州市長樂區建成，實現了氫氣現加現做。一輛氫能源巴士 10 分鍾就能加好氫氣，續航 400 多公裡。如果這個技術成熟能鋪開全國，我國氫能源汽車的發展又能上一個新台階。
以氨作為氫氣的儲能載體
通過氨在線制氫、分離純化、升壓加注
（圖：紫金礦業）▼
另一條路線是固态儲氫，即用易得的金屬鎂與氫氣反應生成二氫化鎂。二氫化鎂是可以在常溫常壓下運輸，加熱到 400 ℃後即分解生成氫氣。
二氫化鎂在儲氫方面最大的優勢，是每立方米可儲氫高達 110 千克，且制氫後剩餘的鎂還能重復利用。我國是一個產鎂大國，24 年原鎂產能高達 136 萬噸，獨占全球原鎂產能的近 80%。
早在 23 年，上海交大氫科學中心牽頭研發了一種 40 尺貨櫃大小的鎂基固态儲運氫裝置，單次最多能運 1 噸的氫氣，是主流 20 兆帕長管運輸車的近 3 倍。
鎂基固态儲氫反應過程簡單
無三害物質產生
可回收且對環境友好▼
前面提到，把氫氣裝管子裡用車運成本太高，但是鋪設更大、更長的管子運氫，成本一下就降下來了，這就是管道輸氫。
目前我國正在搞 "西氫東送"，即用西部地區豐富的風電、水電、光伏等可再生能源制氫，再通過管道輸送到用氫量大的東部地區。
23 年 4 月，我國首條 " 西氫東送 " 管道開工，這條從内蒙古烏蘭察布到北京、全長 400 餘公裡的管道建成後，将擁有10 萬噸 / 年的運力。
巴陵—長嶺氫氣輸送管線
是目前國内已建成的最長氫氣輸送管線
這條管道更大的意義在于環保：當前，京津冀地區主要使用化石能源制氫，也就是所謂的 " 灰氫 "、" 藍氫 "，還是不夠環保。
内蒙古得天獨厚的風、光資源，非常有利于生產環保的 " 綠氫 "，再輸送到京津冀地區，構建從制氫到用氫的完整產業鏈。
内蒙古烏蘭察布市輝騰錫勒草原上的能源基地
（圖：圖蟲創意）▼
氫能源，我們必須要搞
我國致力于氫能源發展，歸根結底是為了降低碳排放，實現 " 碳達峰 "、" 碳中和 " 目标，在可預見的未來徹底扭轉以化石能源為主的能源消費結構，變為可再生能源為主。
數據顯示，能源活動是我國的主要碳排放來源，其中能源工業、制造業與建築業以及交通運輸等領網域的燃料燃燒，制造了絕大部分碳排放。
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比如水泥行業是我國的碳排放大戶，占全國碳排放量約 13%。水泥在熟料煅燒環節需要靠燃料燃燒提供熱量，目前的燃料主要還是煤炭。如果使用可再生的氫能源，則能顯著降低水泥行業的碳排放。
氫能源還可以使我國逐步降低對進口化石能源的依賴，實現能源自主。24 年前十個月，我國進口原油 45710 萬噸，花費外匯高達 2724.2 億美元。
從 2019 年以來
我國每年進口原油都在 5 億噸以上▼
花外匯多是一回事，再加上進口的原油 80% 都走馬六甲海峽運輸。這已經不是把雞蛋放在一個籃子裡，這是整個雞窩都在一個籃子裡了。
大力發展氫能源，還可以徹底重塑我國的電力系統，有效利用可再生能源發出的電力，實現電力系統的清潔化。
24 年，我國水電、核電、風電、太陽能發電裝機量持續增長，但傳統碳排放大戶火電還占據小一半的比例。
中國能源結構正在向清潔能源加速轉型▼
因為風電和太陽能發電都有先天的問題，簡單說就是 " 旱的旱死、澇的澇死 "，存在随機間歇性。這種随機性、間歇性會對現有電網造成衝擊，增加電網調峰難度。
現在有了氫能源，風電和太陽能發電的先天不足就有了解決方案：用風電和太陽能發出的電水解制備 " 綠氫 "，經儲存和輸送後用于發電接入電網。
這兩年，我國在烏蘭察布、鄂爾多斯、巴林左旗等地，利用當地豐富的風力、太陽能資源，上馬了一批風光電制綠氫項目，其實就是這個邏輯。
内蒙古達茂旗天然氣摻燒綠氫示範項目
（圖：中國華電）▼
以氫能源為代表的能源轉型，注定會是一條艱辛伴随着陣痛的道路，但我們必須要搞。從經濟角度，氫能源產業鏈長，制、運、儲和用等諸多環節将會帶動產業更新，成為新的經濟增長點。
氫能源可以說是一個新的賽道，賽道上的玩家也基本都在同一個起跑線上，我國持續投入有助于保持技術優勢，提升國際競争力。
總之，我國大搞氫能源，是實現能源轉型、應對氣候變化、推動高質量發展的重要戰略選擇。
最後：
1、《2024 年日本加氫站行業發展現狀分析》
2、《相比氫燃料電池重卡，純電重卡有未來嗎？》
3、《讓重型卡車 " 氫 " 裝上陣》
4、《中國石化成功探路京滬氫能交通走廊》
5、《續航突破 1000 公裡的福田氫能重卡有什麼黑科技？》
6、《國家隊出戰：福田氫能重卡 亮相世界智能網聯汽車大會》
7、《多地免收高速通行費——暢通氫能車發展賽道》
8、《為什麼只有重卡才能撐起氫燃料電池的商用夢？》
9、《日本壓上國運的氫能源，出路只能在中國？》
10、《科普 | 什麼是車載輸氫？》
11、《全球首台噸級鎂基固态儲運氫車駛入上海交大交大校園！》
12、《我國首條 " 西氫東送 " 管道納入國家規劃》
13、《國家能源局發布 2024 年 1-8 月份全國電力工業統計數據》
14、《氫能有望成水泥業減碳突破口》
15、《受益于氫能政策利好，氫能車招标量已超去年全年》
16、《中國氫能源汽車全球市場份額超越韓國》
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