今天小编分享的科学经验：日本H，在短短十年从遥遥领先变成遥遥落后？，欢迎阅读。
地球知识局
文字 | 绯红之猪
制图 | 果栗乘 校对 | 朝乾 编辑 | 果栗乘
众所周知，中国在电动车领網域碾压日本，但日本也有自己以为的大招，那就是曾被寄予厚望的氢能源汽车。
早在当年路线之争的时候，日本就垄断了氢能汽车的技术与产业链，但仅仅十年时间，中国在这个日本几乎独门垄断的领網域也开始发力。
虽然日本的技术仍然领先，但是受限于市场体量和应用，在氢能源汽车的实际应用上其实遥遥落后于我国。
以加氢站的建设为例，日本截至 2023 年底仅建成 166 座加氢站，远远于预期。加氢难问题，成为制约日本氢能源汽车发展的瓶颈。
加氢站分布比较集中，且大多分布在大城市周围▼
欧美日韩强推氢能源，却让消费者买单的做法，被现实无情打脸。根据日本汽车经销商协会（JADA）数据，24 年日本氢能源乘用车销量仅有 697 辆。
相比之下，中国却选择了一条 " 闷声发大财 " 的路子，以大巴、卡车为代表的商用车作为试点先行。到 2023 年，中国氢能源汽车销量约 5800 辆，占全球总销量近 4 成，悄咪咪地来到世界第一。
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为什么是重卡？
这两年，中国新能源汽车大杀四方，市场卷得昏天黑地。不过在一个细分领網域，新能源汽车却依旧难以撼动燃油车，那就是重卡。
原因也不难理解，重卡做纯电版，电耗实在太高。为了保证续航，必须配备超大电池能量的动力电池。不仅充电巨慢，还会显著增加车重与电耗，最终变成面多加水、水多加面的困境。
用氢燃料电池重卡逐渐取代燃油重卡，不仅没有上述痛点，好处更是多多：重卡的行程轨迹固定，便于以高速公路的节点建设加氢站，形成 " 由点到线 " 的覆盖。
去年，中石化建成了横跨京津冀鲁苏沪的 "京沪氢能交通走廊"，两辆 49 吨氢能重卡从北京出发，经过 53 小时、1500 公里的旅途，成功抵达上海。
京沪氢能走廊也是目前全球最长的氢能走廊
（图：中国石化）▼
这是我国首次长距离、跨区網域的氢能源汽车运输测试，此前还已建成了京津、成渝、沪嘉甬、济青和汉宜高速的氢能交通走廊。
另一个好处是在环保上：重卡一直是二氧化碳与各种污染物的排放大户，1 辆 49 吨柴油重卡的碳排放就相当于 40 辆燃油小轿车。
截至 21 年，我国 3 亿汽车保有量中，重卡以 850 万辆的小体量，就占到全部二氧化碳排放量的一半。重卡领網域普及氢能源，对我国的减碳计划起到立竿见影的效果。
前面提到日本推广氢能源汽车扑街，最关键的还是车贵、加氢难。而我国的解决之道是对购买氢能源重卡、建设加氢站、加氢以及高速费进行补贴或减免。
以某国产品牌 49 吨重卡为例，柴油版售价 40~50 万元、纯电版近百万，而氢能源版本则高达 150 万。
但国家与各地方政府的补贴额度相加近 110 万元，这样一来，氢能源重卡的实际价格已基本与燃油版持平。
除了买车，高速费也是重卡 TCO（全生命周期拥有成本）的大头。目前，已有陕西、山东、吉林、四川和内蒙古鄂尔多斯等地免除氢能源重卡高速费。
其实有些地区不仅对氢能源重卡免高速费
还有购车补贴算下来更便宜▼
加氢这块也有相应补贴，一般来说，跑同等距离下加氢费用是柴油的 2~3 倍，补贴的目的则是尽可能让两者相当，吸引用户换车。
氢气是你不似你
氢能源汽车加氢贵，除了加氢站建设费用高外，主要是制氢、运氢、储氢的成本目前还很高。
氢气密度实在太低，一辆 20 兆帕的长管运氢车只能运约 350 公斤氢气，跑一百公里光运输成本就高达 10 元 / 千克。随着距离增加，运输成本将显著上升。
给氢气降温液化，密度高了一次运输的量不就大了吗？问题是氢气的沸点仅为 -253 ℃，需要设计复杂的绝热系统储存，成本依然很高。
针对运氢的诸多痛点，我国同时搞了好几条低成本运氢路线，其中一条是先制氢气，再把氢气做成氨气。氨气液化运输到加氢站后，现场高温催化制成氢气与氮气的混合气。
相比氢气，氨气在运输上的优势太多了：液氨安全不容易泄露、常温下加压即可液化，用普通的钢瓶就能大量运输。作为重要化工原料，氨气已被广泛用于化肥、化纤、军事等领網域，我国的产能极为庞大。
22 年 9 月，我国首座 " 氨现场制氢加氢一体站 " 在福建福州市长乐区建成，实现了氢气现加现做。一辆氢能源巴士 10 分钟就能加好氢气，续航 400 多公里。如果这个技术成熟能铺开全国，我国氢能源汽车的发展又能上一个新台阶。
以氨作为氢气的储能载体
通过氨在线制氢、分离纯化、升压加注
（图：紫金矿业）▼
另一条路线是固态储氢，即用易得的金属镁与氢气反应生成二氢化镁。二氢化镁是可以在常温常压下运输，加热到 400 ℃后即分解生成氢气。
二氢化镁在储氢方面最大的优势，是每立方米可储氢高达 110 千克，且制氢后剩余的镁还能重复利用。我国是一个产镁大国，24 年原镁产能高达 136 万吨，独占全球原镁产能的近 80%。
早在 23 年，上海交大氢科学中心牵头研发了一种 40 尺貨櫃大小的镁基固态储运氢装置，单次最多能运 1 吨的氢气，是主流 20 兆帕长管运输车的近 3 倍。
镁基固态储氢反应过程简单
无三害物质产生
可回收且对环境友好▼
前面提到，把氢气装管子里用车运成本太高，但是铺设更大、更长的管子运氢，成本一下就降下来了，这就是管道输氢。
目前我国正在搞 "西氢东送"，即用西部地区丰富的风电、水电、光伏等可再生能源制氢，再通过管道输送到用氢量大的东部地区。
23 年 4 月，我国首条 " 西氢东送 " 管道开工，这条从内蒙古乌兰察布到北京、全长 400 余公里的管道建成后，将拥有10 万吨 / 年的运力。
巴陵—长岭氢气输送管线
是目前国内已建成的最长氢气输送管线
这条管道更大的意义在于环保：当前，京津冀地区主要使用化石能源制氢，也就是所谓的 " 灰氢 "、" 蓝氢 "，还是不够环保。
内蒙古得天独厚的风、光资源，非常有利于生产环保的 " 绿氢 "，再输送到京津冀地区，构建从制氢到用氢的完整产业链。
内蒙古乌兰察布市辉腾锡勒草原上的能源基地
（图：图虫创意）▼
氢能源，我们必须要搞
我国致力于氢能源发展，归根结底是为了降低碳排放，实现 " 碳达峰 "、" 碳中和 " 目标，在可预见的未来彻底扭转以化石能源为主的能源消费结构，变为可再生能源为主。
数据显示，能源活动是我国的主要碳排放来源，其中能源工业、制造业与建筑业以及交通运输等领網域的燃料燃烧，制造了绝大部分碳排放。
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比如水泥行业是我国的碳排放大户，占全国碳排放量约 13%。水泥在熟料煅烧环节需要靠燃料燃烧提供热量，目前的燃料主要还是煤炭。如果使用可再生的氢能源，则能显著降低水泥行业的碳排放。
氢能源还可以使我国逐步降低对进口化石能源的依赖，实现能源自主。24 年前十个月，我国进口原油 45710 万吨，花费外汇高达 2724.2 亿美元。
从 2019 年以来
我国每年进口原油都在 5 亿吨以上▼
花外汇多是一回事，再加上进口的原油 80% 都走马六甲海峡运输。这已经不是把鸡蛋放在一个篮子里，这是整个鸡窝都在一个篮子里了。
大力发展氢能源，还可以彻底重塑我国的电力系统，有效利用可再生能源发出的电力，实现电力系统的清洁化。
24 年，我国水电、核电、风电、太阳能发电装机量持续增长，但传统碳排放大户火电还占据小一半的比例。
中国能源结构正在向清洁能源加速转型▼
因为风电和太阳能发电都有先天的问题，简单说就是 " 旱的旱死、涝的涝死 "，存在随机间歇性。这种随机性、间歇性会对现有电网造成冲击，增加电网调峰难度。
现在有了氢能源，风电和太阳能发电的先天不足就有了解决方案：用风电和太阳能发出的电水解制备 " 绿氢 "，经储存和输送后用于发电接入电网。
这两年，我国在乌兰察布、鄂尔多斯、巴林左旗等地，利用当地丰富的风力、太阳能资源，上马了一批风光电制绿氢项目，其实就是这个逻辑。
内蒙古达茂旗天然气掺烧绿氢示范项目
（图：中国华电）▼
以氢能源为代表的能源转型，注定会是一条艰辛伴随着阵痛的道路，但我们必须要搞。从经济角度，氢能源产业链长，制、运、储和用等诸多环节将会带动产业更新，成为新的经济增长点。
氢能源可以说是一个新的赛道，赛道上的玩家也基本都在同一个起跑线上，我国持续投入有助于保持技术优势，提升国际竞争力。
总之，我国大搞氢能源，是实现能源转型、应对气候变化、推动高质量发展的重要战略选择。
最后：
1、《2024 年日本加氢站行业发展现状分析》
2、《相比氢燃料电池重卡，纯电重卡有未来吗？》
3、《让重型卡车 " 氢 " 装上阵》
4、《中国石化成功探路京沪氢能交通走廊》
5、《续航突破 1000 公里的福田氢能重卡有什么黑科技？》
6、《国家队出战：福田氢能重卡 亮相世界智能网联汽车大会》
7、《多地免收高速通行费——畅通氢能车发展赛道》
8、《为什么只有重卡才能撑起氢燃料电池的商用梦？》
9、《日本压上国运的氢能源，出路只能在中国？》
10、《科普 | 什么是车载输氢？》
11、《全球首台吨级镁基固态储运氢车驶入上海交大交大校园！》
12、《我国首条 " 西氢东送 " 管道纳入国家规划》
13、《国家能源局发布 2024 年 1-8 月份全国电力工业统计数据》
14、《氢能有望成水泥业减碳突破口》
15、《受益于氢能政策利好，氢能车招标量已超去年全年》
16、《中国氢能源汽车全球市场份额超越韩国》
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