日本氢能社会建设的“现在与未来”

日本氢能社会建设的未来像

来源：静说日本 作者：亚洲通讯社社长徐静波

日本从上世纪90年代开始研究氢能源（日文写作“水素”），当初，丰田汽车公司只是想把它作为一种汽车新能源进行开发。经过近20年的基础研究和氢能源制造、运氢与加氢环节的配套，丰田汽车公司的第一代氢能汽车“MIRAI”，于2016年正式投入市场销售。2020年，第二代MIRAI氢能汽车上市，加氢3分钟的行驶里程，也从第一代的650公里，增加到了1350公里（在南加州的实际行驶里程）。

丰田第二代氢能汽车MIRAI

但是，仅仅把氢能源作为汽车新能源是不够的，日本政府的目标很明确，那就是：氢能源要取代煤炭、取代天然气，成为国家的新基础能源。

而日本企业正在拓展氢能的应用领域，不只是将氢能源视为 “新能源”，更在于它的“动力”价值。正因为如此，日本企业目前已经在研发氢能汽车发动机、氢能飞机发动机、氢能运载火箭和氢能新干线列车、氢能巨轮。

而要实现这一宏大的产业发展目标，最需要解决的问题，是氢能的制造与氢气的液态化，从而实现氢能源制造应用的三大目标：

“可移动”——可搬运到任何地方使用

“可制造”——可以利用任何一种能源进行生产

“可储存”——作为绿色能源可以长期储存

在实现这三大目标的征程中走得比较远的日本企业，是川崎重工集团。

川崎重工的标准公司名称，叫做“川崎重工业株式会社”，它起家于明治维新时代，1878年川崎正藏建立了川崎筑底造船所，这就是川崎重工的前身。1906年，该公司向日本海军交付了第一艘国产潜艇，并于当年建造了第一台国产蒸汽机车，1939年公司更名为川崎重工株式会社。二战期间，该公司制造了一系列战斗机，还建造了著名的“榛名”号战列舰和“加贺”号航母。目前，川崎重工也是日本主要的军工企业，仅次于三菱重工，是日本自卫队战斗机和潜艇的主要制造商。2004年，川崎重工向中国中车集团输出了新干线列车制造技术。

川崎重工制造的最新新干线列车“N700”系列，最高时速达到363公里。

目前，川崎重工集团涉猎的产业主要是航空宇宙、铁路车辆、建设重机、机器人、船舶、机械设备等的制造。

但是，从2015年开始，川崎重工就将氢能源产业作为未来公司的核心产业予以培育，其中投入力量最大的，是制氢，因为没有氢能的保障，就无法拓展相关产业。

川崎重工的制氢工厂不在日本，而是放在了澳大利亚。

澳大利亚有一种煤炭，叫“褐煤”，又名柴煤，是煤化程度最低的矿产煤。一种介于泥炭与沥青煤之间的低级煤。化学反应性强，在空气中容易风化，不易储存和运输，燃烧时对空气污染严重。

川崎重工看上了这种可利用价值极低的低级煤，在墨尔本以东约135公里的Latrobe Valley山脉，与澳大利亚的AGL能源有限公司等合作建造了氢气制造工厂，每天可从褐煤中提取770吨的氢气，一年的生产能力可达25万吨，满足300万辆氢能汽车用氢所需。

如何将在澳大利亚生产的氢气运回日本？

川崎重工拿出了压箱底技术——气体液化技术。

在上世纪60年代，川崎重工业公司就研发出了液化天然气技术，1967年，川崎重工从阿拉斯加把液化天然气（LNG）运到了日本。如今，川崎重工要将这一技术用于液化氢的开发与运输。

液化氢的密度比气态氢密度高出845倍，氢气由于气化潜热低，液化难度很大。川崎重工通过预冷、节流和换热等过程，将氢气液化，冷却在零下253度状态中保存。同时采用制造保温杯的双重真空隔热构造材料与原理，打造了巨型圆球液态氢储存罐，建造了世界上第一艘的液化氢运输船。

川崎重工的第一代运氢船

2023年1月，川崎重工的这一艘运氢船从远离日本9000公里的澳大利亚，将液化氢运到了神户港，并储存到了神户氢能储存基地。

川崎重工称，液化氢可以长期储存，由于采用了特殊的双重真空材料与结构，储存在特殊气罐中的液化氢，其温度始终可以保持在零下253度左右。

澳大利亚的褐煤储量可开发240年，川崎重工计划扩大在澳大利亚的氢气制造量，从目前的一年25万吨增加到100万吨。为此，川崎重工正在打造大型液化氢运输船。

川崎重工正在建造中的第二代运氢船

川崎重工集团的桥本康彦社长表示，第一代的液化氢运输船的一次运送能力只有75吨，约可满足1万5000辆氢能汽车的使用。那么，川崎重工正在建造的第二代运氢船，比第一代船扩大126倍的气罐储量，一次可以搬运16万立方米约1万吨液化氢，将运输成本从目前的每标准立方米为170日元（约8.8元人民币），大幅减少到89日元（约4.6元人民币）。最终通过频繁运输，最终将成本降低到每标准立方米为3日元（约0.16元人民币）。这样一来的话，氢能成本将低于汽油成本的5倍以上，不仅会是人类最绿色环保的能源，同时也是最廉价的能源。

桥本社长说，日本“氢能社会”的建设，目前还处于准备期，预计到2030年，将会进入全面发展期，日本一年的氢能使用量将会达到300万吨。而到2050年，将会达到2000万吨。日本目前一次能源消费量为每年2000万吨，这就意味着，到2050年，氢能源将完全能够满足整个社会的能源所需，实现百分之一百的氢能社会。

日本氢能社会建设的“现在与未来”图

桥本社长表示，目前川崎重工一年的产值为1.5兆日元（约779亿元人民币），但是到2050年，氢能产业的营业额将会突破2兆日元（约1039亿元人民币），氢能将会成为川崎重工集团的最核心支柱产业之一。

从川崎重工注重于氢能产业的例子中，我们可以看到日本氢能产业的发展方向与“氢能社会”的建设目标。

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