日本首个氢能源住宅社区即将诞生
发布日期：2019/7/8
氢在日语中称为“水素”，氢能源标注为“H2”。
自从去年5月，李総理访问日本，在北海道参观了丰田汽车工厂的氢能源汽车之后，“氢能源”成为中国社会，尤其是产业界关注的一大热点。据悉，中国已经出现了几个氢能源工业园区，诞生了数万家氢能源相关公司，正在努力追赶日本。
那么，作为世界氢能源研发的领头羊，日本的氢能源的开发利用，到底进入到一个什么样的阶段，日本政府的下一个发展目标又是什么呢？
充气3分钟跑650公里，排出来的是清水
日本的氢能源，是从上世纪90年代开始研发的。最初考虑将氢能源作为汽车动能的，是丰田汽车公司的4名技术人员。他们以“兴趣小组”的形式开始研究，那一年是1992年。在公司的资金支持下，这一个“兴趣小组”的参加者人数越来越大，后来就直接变成了公司的新能源研发部，并于2014年，生产出了第一代氢能源实验车。这辆车在极寒的加拿大北部和北海道北端地区，以及高温的非洲大陆，进行反复的耐寒、耐高温、耐冲撞的实验，在获得一系列实验数据之后，于2016年正式推出了第一代氢能源车“MIRAI”。到目前为止，在日本和美国等市场已经销售了1万6000多辆，中国市场尚未销售。
第一代的氢能源汽车（FCV）全长4.890米，它有这么几个特点：
第一， 它不用汽油，也不用锂电池作为动力源，而是使用液化氢气。
第二， 氢气与氧气的合成反应，排出来的不是尾气，而是清水，这辆车实现了零排放、零污染。
第三， 车辆的中间部分底座，有一个氢气与氧气的合成装置，称为“燃料电池”（但这个“电池”不是一般概念上的蓄电与放电的电池，而是一个氢氧反应堆。）
第四，车上搭载有两个氢气罐，一次充气只需要3分钟左右，可以行使650公里，充满为10.5公斤，目前的价格为5000日元（约300元人民币），与日本的汽油价格相同。
第五，汽车没有发动机，只有一台启动马达。因此，车盖与车尾不会发热，车内不会有发动机产生的异味。
第六，汽车后盖箱有一个电源输出插口，用专用的电源线连接家庭插座，可以保证一户人家一个星期的照明、空调、冰箱、做饭、洗澡等的电力所需。或在城市出现停电时，点亮信号灯与路灯。
第七，第一代氢能源车“MIRAI”汇聚了丰田汽车近几年来最新的科技成果，设施与装置均实行高配。
氢能源汽车发电系统的建立，使得汽车由耗能交通工具，变成了移动电源供应平台。丰田汽车公司也从一家汽车制造商，华丽转身为新能源供应商。
目前，这一辆“MIRAI”车的售价是720万日元（约46万元人民币），政府补贴300万，个人实际承担只需要约30万元人民币。日本政府的目标是，到2025年，将氢能源汽车的售价与混合动力汽车的售价持平，也就是价格控制在300万日元左右。这样一来的话，即使政府不补贴，这一辆车的实际价格会降至20万元人民币左右。
完整产业链保证年产100万辆
第一代氢能源汽车是在爱知县丰田市的元町工厂生产，现在的年生产能力为3000辆，每月平均为250辆，属于半手工制造，成本偏高。新车需要预订，一年后才能交车。2018年全年的实际销售量为2400辆。
丰田氢能源汽车制造工厂
丰田汽车公司正在建设新的自动化生产线，并扩大燃料电池（氢氧合成装置）与高压氢气罐的生产能力，计划在明年（2020年）投产，生产能力提高10倍，实现年产3.6万辆目标，并以此大幅降低生产成本，实现与混合动力车的同价，开启氢能源车普及时代。
丰田汽车公司已经推出了第二代氢能源概念车（如下图）。第二代车新增加了全自动驾驶、非接触性输电、车窗玻璃的液晶显示屏等人工智能与物联网等功能，在满罐状态下的行使距离将达到800公里。
目前，丰田汽车不仅有氢能源轿车，还生产氢能源公交车、氢能源运输车，并已经投入使用。现在，在东京街头行使的氢能源公交车已经有数十辆，均标注有“H2”（氢能燃料）标志。
行驶在东京街头的丰田氢能源公交车
丰田制造的氢能源重卡
对于日本来说，氢能源的研发与使用，不只是一个技术与生产的问题，更重要的要形成全社会的产业链。打造这一个产业链，日本已经花了5年左右的时间，从液化气的进口（国际商社）、氢气制造加工储存（岩谷产业等公司）、氢能源汽车的制造（丰田等）、高压气罐的研发制造（三菱重工等）、汽车与气罐新材料的研发生产（东丽公司等）、氢气运输车运输船的研发制造、高压氢气的安全运输、加氢站的建设与普及、氢能源汽车的销售与售后服务等，整个产业链的完整构建，才确保了丰田氢能源汽车在2016年正式投放市场。
深圳总商会考察团考察东京加氢站
但是，日本政府显然不满足于将氢能源只用于汽车行使，而是要把氢能源作为国家基础能源的一个重要组成部分，逐步取代核电和火力发电。
日本政府在今年4月，发布了《第五次能源基本计划》。在这一个计划中，日本政府将氢能源汽车的数量，计划从2020年的4万辆，增加到2025年的20万辆。到2030年，氢能源汽车的普及数将达到80万辆。
而丰田汽车公司计划，到2030年，氢能源汽车的年产量要达到100万辆。也就是说，丰田汽车在全世界一年的生产量中，氢能源汽车的生产量要占到10%。除了丰田汽车公司，本田汽车、日产汽车和铃木汽车公司也开始着手氢能源汽车的研发生产。预计到2030年，日本国内的氢能源汽车的年生产量将会达到200万辆，占到国内汽车年销售量的30%左右。
另外，丰田的氢能源公交车从2017年开始，已经在东京、名古屋等城市的街头投入使用。目前全国的氢能源公交车的数量只有100辆，计划到2030年，增加到1200辆。对于拥有23万辆公交车的日本来说，一年只增加12辆公交车，这一速度显然过于缓慢，因此，如何鼓励其他的汽车制造商也一起参与氢能源公交车的制造，让氢能源公交车逐步替代现有的汽油和电池公交车，对于日本政府，也是一个很重要的课题。
氢能源列车即将登场，日本进入氢能源时代
氢能源汽车的普及速度，还取决于加氢站的普及量。目前，日本全国加氢站为100个，其中东京为14个。根据日本政府的计划，到2025年为止，全国的加氢站要增加到320个。
为了实现上述目标，如何降低氢能源的成本？是日本政府和企业在认真考虑的问题。在《第五次能源基本计划》中，日本政府提出了打破制度壁垒、强化技术综合研发、官民一体推进氢能源普及的国家战略。具体的目标与要求是，将氢气的价格降到汽油价格的80%、氢能源汽车要实现规模性的量产化。进一步提高发电效率，一次充气后的续航能力要从目前的650公里延长到1000公里。同时要努力寻求燃料电池的小型化，让氢能源电池进入到家电产品当中。到2025年，要生产出面向各行各业的各种特种车辆，譬如消防车、工程机械车等都要采用氢能源作为动力源，逐步提升氢能源车在整个汽车销售量和拥有量中的占比，以此来确保加氢站的稳定收益，降低加氢站的运营成本，形成良性的、可持续发展的氢能源产业链。
日本政府还开始推进船舶的氢能源化，充分利用氢能源动力的静音性强的特点，研发生产出船用氢能源动力系统，首先用于游览船、渔船、摩托艇等小型船舶上，不仅有利于提升这些船舶的续航能力与安全性，也可以减少船舶柴油动力对于海洋的污染。
在铁路系统领域，JR东日本铁道公司已经开始参与氢能源列车的研发。除了研发氢能源动力系统之外，还计划在主要车站设置大型加氢站，提升列车加氢的速度，让氢能源逐步取代目前的电力线路系统。
日本宇宙航空研究开发机构正在实施一项大胆的计划，研发氢能源的有人月球探测车，在不远的将来，让人类驾驶氢能源车在月球上行驶。
日本还在研发分散型氢能源发电机组，第一要实现与火力发电站的混合发电。第二要成为大型的移动发电站。
氢能源成为家庭能源
日本政府在普及氢能源的计划中，其实最值得关注的还有一点，那就是让氢能源走进普通家庭。
到今年3月为止，日本已经有23万户人家安装了氢能源燃料电池（PEFC）。氢能源电池的价格，也由当初的一台300万日元降至95万日元（约6万元人民币）。日本政府计划在2030年，让氢能源燃料电池走进530万户人家，使得全国有20%的家庭用上氢能源。
这种氢能源燃料电池具备三大功能：第一，为家庭提供所有的电力，也就是说，家里自己就有一个发电站；第二，燃料电池在发电过程中产生的热能，可以转换为家庭中热水、洗浴、水热地暖的供热；第三，富裕电力可以出售给电力公司。
现在，日本已经在面临东京湾的月岛，开始建设第一个氢能源社区——这一个社区，就是东京奥运会选手村。
整个社区由两座塔楼和21栋裙楼以及服务设施、海滨公园等组成。明年7月，东京奥运会开幕时，这里将成为各国选手居住的“选手村”。奥运会结束后，建设公司将对选手公寓进行改造和维修，将作为一个新型社区，所有公寓向东京市民出售，可以容纳5200多户人家，形成1万3000人左右的大型社区。
这一个选手村的每一套房子，均采用家用氢能源燃料电池作为家庭的基本电源。同时在社区内建设一个大型的加氢站和氢气管线管控中心，通过管线直接将氢气输入到各户家庭的燃料电池中，使得燃料电池成为永久性的发电系统。另外，社区内的所有商业设施和路灯的用电，也将使用氢能源，社区内的巡回巴士也将采用氢能源巴士。
东京奥运选手村将在今年10月基本建成，届时，世界上第一个氢能源社区将在东京湾诞生。这意味着，日本已经开始了氢能源建设的时代。氢能源从汽车动力源起步，最终变成一个国家基础设施的重要组成部分，日本的这一种创新，引领了世界。
来源： 静说日本 作者：徐静波
