日本将氢能视为下一个液化天然气产业

日本与欧美在如何取代汽油和柴油汽车的发展路线上存在相当大的差异。欧美国家主张“万物电气化”，即过去不用电烧油的汽车应该实现电气化，而日本则主张“建设氢能经济”。似乎很难理解日本与世界的对抗。毕竟，在过去，日本在试图建立一个排他性体系方面有太多的经验，但总是输给世界。然而，日本对氢能的垄断有其特殊的战略思维。日本的能源几乎完全依赖进口，这是日本心中最大的阴影。特别是311事件后，由于以燃气发电为主的核电停运，2015年进口化石燃料在日本能源消费总量中的比例飙升至94%，这进一步使日本对能源安全失去了理性。日本国土狭窄、人口稠密，地处温带，可再生能源的发展受到地理限制；

日本还有另一个先天性问题。1895年，东京从德国购买了发电机，但大阪从美国的通用电气购买了发电机。此后，东日本和西日本的电力频率不同，东日本的频率为50赫兹，西日本为60赫兹，导致日本电网一分为二，不容易相互支持，两者之间的输电能力被限制在1.2吉瓦。日本和过去的欧美电力公司一样，对可再生能源配置、储能和智能电网等新技术和新概念并不熟悉。人们迷信大型电网可以容纳“不稳定”的可再生能源。然而，更不用说连接中国、俄罗斯、韩国和日本的亚洲超级电网计划了，就连日本本身也被一分为二。因此，日本对利用可再生能源实现能源独立的想法并不感兴趣，而是将推广可再生能源视为一种补贴。由于日本不使用可再生能源来解决能源自给自足的问题，其想法转向了进口多样化。对日本来说，由于交通运输在汽油和柴油消费中发挥着重要作用，将汽油和柴油汽车转变为氢能似乎是一种快速传播能源风险的方式。从天然气田的过去可以发现，这是日本一贯的想法。目前，日本是世界第三大煤炭进口国，仅次于中国和印度，也是最大的液化天然气进口国。311之后，由于核电的暂停，日本的天然气消费量急剧增加，这将亚洲的天然气价格推高至天价。事实上，日本在半个世纪前就彻底改变了一个国家的天然气市场。当时，日本面临着与中国和印度相同的问题，燃煤和燃油发电造成了严重的空气污染。因此，它决定彻底改变国家的电力领域，全面转型为燃气发电，这也创造了巨大的需求和市场空间。另一方面，日本是世界第四大石油进口国，尽管其石油消费量低于德克萨斯州。当时，为了减少石油进口，我们从电力领域入手，全面推进天然气战略，用燃气发电取代燃油发电。尽管它似乎已经改变了形式，但对日本来说，风险至少从单一石油略微分散到石油和天然气。相比之下，目前汽油和柴油被氢气所取代。乍一看，日本的工业废氢还不够，需要进口氢气，这仍然不能解决能源依赖进口的问题。然而，这与日本人的想法相同，即氢气从石油和天然气中稍微分散。面对减碳的需求，由于日本可再生能源发展不佳，氢能也成为减少碳排放的救命稻草。如果进口氢气是由化石燃料制成的，那么全球范围内的碳减排并不多，但对日本来说，碳排放被视为氢气出口国，使用氢燃料电池汽车代替汽油和柴油汽车，这减少了许多交通领域的碳排放，可以避免碳税和国际碳减排压力，也就是说，以实现目标。我们能否在推广氢能方面保持谨慎？日本经济产业省估计，到2030年，氢气的价格将为每立方米标准条件（Nm3，1立方米标准温度和压力下的气体，1个标准温度和气压下的大气压，0摄氏度）30日元，相当于每公斤氢气330日元，每公斤氢气所含的化学能相当于约1加仑汽油，即每公斤氢气使用330日元，就化学能而言，相当于约3加仑石油。然而，氢燃料电池汽车的能量转换效率高于内燃机，因此转换成本实际上更低，并且考虑到未来的碳税因素，可以说成本具有竞争力。然而，为了实现这样的乐观预期，日本必须创造一个足够大的氢能市场，使所有相关的技术环节都能大规模生产，从而将氢气价格降至预设范围。就乘用车而言，恐怕规模还远远不够，因为日本经济产业省……

a计划到2020年底在日本拥有4万辆氢燃料电池汽车，2025年拥有20万辆，2030年拥有80万辆。即使一切按计划进行，与2017年日本销售的20万辆混合动力汽车相比，这真的是杯水车薪。因此，很明显，日本必须充分发展氢能在其他领域的使用，才能增加氢能产业的规模，实现降低氢能价格的目标。其中一个尝试是将氢燃料电池应用于高空反应堆。2017年，亚马逊的物流中心采用了氢燃料电池堆高机工厂的Plug Power产品，丰田也使用其“未来”氢燃料电池汽车的核心氢燃料电池建造了Raymond品牌的氢燃料电池叠高机。与铅酸电池堆叠器相比，氢燃料电池堆叠器具有许多优点。首先，占用的空间大大减少，总物流中心的电池充电基础设施占用了约5%~10%的空间。如果改为氢燃料电池堆叠机，可以节省相应的空间，并可以储存更多的货物。其次，铅酸电池的电压会逐渐下降，这会减慢堆垛机的速度并造成生产力损失，效率每8小时下降约14%。这个问题可以通过改用氢燃料电池来避免。电池充电需要额外的人员，但氢燃料电池设备的加氢可以由司机自己处理，进一步节省了人员成本。日本也看中了氢燃料电池公交车，将其作为增加氢消费规模的重要战略，因为公交车的氢消费量远高于小型客车，每辆公交车的氢消耗量约为小型客车的45倍。日本计划在2030年拥有1200辆氢动力公交车。然而，这一数字远远低于欧洲和中国的规划目标。从这些计划中，我们可以看出日本的矛盾。一方面，我们希望扩大氢能产业的规模，但由于保守主义，所有的尝试都太慢、太小，不可能快速推动氢能产业规模的扩大。为了完成氢能的国家能源战略，日本显然必须利用电力领域来扩大氢能的应用范围，这又回到了日本的天然气经验。天然气主要是石油开采的副产品。过去，大部分都是在油田里就地焚烧的。在日本需求造成的市场激励下，许多油田天然气不再就地燃烧，而是作为液化天然气收集和出口。氢气现在是许多工业过程的副产品，大部分在工厂直接燃烧。然而，如果氢能经济起飞，这些工业废氢将在未来被收集起来，并成为各种氢能应用的氢源。半个世纪前，日本推动了全球液化天然气经济，现在它希望以同样的方式生产氢气。日本将从文莱进口氢气，可能还会从澳大利亚和挪威进口。除了氢燃料电池和电力外，日本还计划与氢气建立一体化气化联合循环，使燃煤发电也成为冲刺氢经济规模的助推器，但目前一体化多循环燃煤发电成本过高，没有经济竞争力；

有必要利用没有经济竞争力的项目来提高经济规模。尽管日本有天然气的先例，但为了促进氢能的规模经济，我们不能只是谨慎行事，在多个领域规划30年。这看起来很宏大，但每个领域都在边缘修修补补，不可能达到所需的规模。我们需要下定决心取得重大突破。从日本的战略需求和过去的习惯来看，执着于氢能是可以预见和理解的，但这取决于日本何时敢于“种马”押注这场游戏。日本与欧美在如何取代汽油和柴油汽车的发展路线上存在相当大的差异。欧美国家主张“万物电气化”，即过去不用电烧油的汽车应该实现电气化，而日本则主张“建设氢能经济”。似乎很难理解日本与世界的对抗。毕竟，在过去，日本在试图建立一个排他性体系方面有太多的经验，但总是输给世界。然而，日本对氢能的垄断有其特殊的战略思维。日本的能源几乎完全依赖进口，这是日本心中最大的阴影。特别是311事件后，由于以燃气发电为主的核电停运，2015年进口化石燃料在日本能源消费总量中的比例飙升至94%，这进一步使日本对能源安全失去了理性。日本国土狭窄、人口稠密，地处温带，可再生能源的发展受到地理限制；

日本还有另一个先天性问题。1895年，东京从德国购买了发电机，但大阪从美国的通用电气购买了发电机。此后，东日本和西日本的电力频率不同，东日本的频率为50赫兹，西日本为60赫兹，导致日本电网一分为二，不容易相互支持，两者之间的输电能力被限制在1.2吉瓦。日本和过去的欧美电力公司一样，对可再生能源配置、储能和智能电网等新技术和新概念并不熟悉。人们迷信大型电网可以容纳“不稳定”的可再生能源。然而，更不用说连接中国、俄罗斯、韩国和日本的亚洲超级电网计划了，就连日本本身也被一分为二。因此，日本对利用可再生能源实现能源独立的想法并不感兴趣，而是将推广可再生能源视为一种补贴。由于日本不使用可再生能源来解决能源自给自足的问题，其想法转向了进口多样化。对日本来说，由于交通运输在汽油和柴油消费中发挥着重要作用，将汽油和柴油汽车转变为氢能似乎是一种快速传播能源风险的方式。从天然气田的过去可以发现，这是日本一贯的想法。目前，日本是世界第三大煤炭进口国，仅次于中国和印度，也是最大的液化天然气进口国。311之后，由于核电的暂停，日本的天然气消费量急剧增加，这将亚洲的天然气价格推高至天价。事实上，日本在半个世纪前就彻底改变了一个国家的天然气市场。当时，日本面临着与中国和印度相同的问题，燃煤和燃油发电造成了严重的空气污染。因此，它决定彻底改变国家的电力领域，全面转型为燃气发电，这也创造了巨大的需求和市场空间。另一方面，日本是世界第四大石油进口国，尽管其石油消费量低于德克萨斯州。当时，为了减少石油进口，我们从电力领域入手，全面推进天然气战略，用燃气发电取代燃油发电。尽管它似乎已经改变了形式，但对日本来说，风险至少从单一石油略微分散到石油和天然气。相比之下，目前汽油和柴油被氢气所取代。乍一看，日本的工业废氢还不够，需要进口氢气，这仍然不能解决能源依赖进口的问题。然而，这与日本人的想法相同，即氢气从石油和天然气中稍微分散。面对减碳的需求，由于日本可再生能源发展不佳，氢能也成为减少碳排放的救命稻草。如果进口氢气是由化石燃料制成的，那么全球范围内的碳减排并不多，但对日本来说，碳排放被视为氢气出口国，使用氢燃料电池汽车代替汽油和柴油汽车，这减少了许多交通领域的碳排放，可以避免碳税和国际碳减排压力，也就是说，以实现目标。我们能否在推广氢能方面保持谨慎？日本经济产业省估计，到2030年，氢气的价格将为每立方米标准条件（Nm3，1立方米标准温度和压力下的气体，1个标准温度和气压下的大气压，0摄氏度）30日元，相当于每公斤氢气330日元，每公斤氢气所含的化学能相当于约1加仑汽油，即每公斤氢气使用330日元，就化学能而言，相当于约3加仑石油。然而，氢燃料电池汽车的能量转换效率高于内燃机，因此转换成本实际上更低，并且考虑到未来的碳税因素，可以说成本具有竞争力。然而，为了实现这样的乐观预期，日本必须创造一个足够大的氢能市场，使所有相关的技术环节都能大规模生产，从而将氢气价格降至预设范围。就乘用车而言，恐怕规模还远远不够，因为日本经济产业省……

a计划到2020年底在日本拥有4万辆氢燃料电池汽车，2025年拥有20万辆，2030年拥有80万辆。即使一切按计划进行，与2017年日本销售的20万辆混合动力汽车相比，这真的是杯水车薪。因此，很明显，日本必须充分发展氢能在其他领域的使用，才能增加氢能产业的规模，实现降低氢能价格的目标。其中一个尝试是将氢燃料电池应用于高空反应堆。2017年，亚马逊的物流中心采用了氢燃料电池堆高机工厂的Plug Power产品，丰田也使用其“未来”氢燃料电池汽车的核心氢燃料电池建造了Raymond品牌的氢燃料电池叠高机。与铅酸电池堆叠器相比，氢燃料电池堆叠器具有许多优点。首先，占用的空间大大减少，总物流中心的电池充电基础设施占用了约5%~10%的空间。如果改为氢燃料电池堆叠机，可以节省相应的空间，并可以储存更多的货物。其次，铅酸电池的电压会逐渐下降，这会减慢堆垛机的速度并造成生产力损失，效率每8小时下降约14%。这个问题可以通过改用氢燃料电池来避免。电池充电需要额外的人员，但氢燃料电池设备的加氢可以由司机自己处理，进一步节省了人员成本。日本也看中了氢燃料电池公交车，将其作为增加氢消费规模的重要战略，因为公交车的氢消费量远高于小型客车，每辆公交车的氢消耗量约为小型客车的45倍。日本计划在2030年拥有1200辆氢动力公交车。然而，这一数字远远低于欧洲和中国的规划目标。从这些计划中，我们可以看出日本的矛盾。一方面，我们希望扩大氢能产业的规模，但由于保守主义，所有的尝试都太慢、太小，不可能快速推动氢能产业规模的扩大。为了完成氢能的国家能源战略，日本显然必须利用电力领域来扩大氢能的应用范围，这又回到了日本的天然气经验。天然气主要是石油开采的副产品。过去，大部分都是在油田里就地焚烧的。在日本需求造成的市场激励下，许多油田天然气不再就地燃烧，而是作为液化天然气收集和出口。氢气现在是许多工业过程的副产品，大部分在工厂直接燃烧。然而，如果氢能经济起飞，这些工业废氢将在未来被收集起来，并成为各种氢能应用的氢源。半个世纪前，日本推动了全球液化天然气经济，现在它希望以同样的方式生产氢气。日本将从文莱进口氢气，可能还会从澳大利亚和挪威进口。除了氢燃料电池和电力外，日本还计划与氢气建立一体化气化联合循环，使燃煤发电也成为冲刺氢经济规模的助推器，但目前一体化多循环燃煤发电成本过高，没有经济竞争力；有必要利用没有经济竞争力的项目来提高经济规模。尽管日本有天然气的先例，但为了促进氢能的规模经济，我们不能只是谨慎行事，在多个领域规划30年。这看起来很宏大，但每个领域都在边缘修修补补，不可能达到所需的规模。我们需要下定决心取得重大突破。从日本的战略需求和过去的习惯来看，执着于氢能是可以预见和理解的，但这取决于日本何时敢于“种马”押注这场游戏。

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