解答有關(guān)氫能的問題

目錄

? FACT 1.氫能的燃點(diǎn)很高
? FACT 2.氫能很輕，因此不容易點(diǎn)燃
? FACT 3.在極低溫度下，氫能可以變成液體進(jìn)行運(yùn)輸
? FACT 4.日本有147處加氫站，接下來的目標(biāo)是在2030年時(shí)建成1000處
? FACT 5.加滿儲(chǔ)氫罐只需約3分鐘
? FACT 6.加氫站的加氫價(jià)格約1100日元/kg（不含稅）
? FACT 7.新型MIRAI的續(xù)航距離約為850km
? FACT 8.MIRAI在行駛過程中不排放二氧化碳
? HOPE 1.希望使用綠色氫能

距離發(fā)布會(huì)結(jié)束至今，僅過了一個(gè)月的時(shí)間。5月時(shí)，富士國(guó)際賽車場(chǎng)舉行了“超級(jí)耐力賽2021”，搭載了氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的汽車在這場(chǎng)24小時(shí)耐力賽中跑完了全程。用氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)參加耐力賽屬全球范圍內(nèi)的首次嘗試，同時(shí)這也是通過氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)展現(xiàn)更多氫能可能性的挑戰(zhàn)，因此該事件被全世界的媒體爭(zhēng)相報(bào)道。

另一方面，已經(jīng)投入市場(chǎng)的二代MIRAI在實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域證明了氫燃料電池車（FCEV），即由氫能驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)車的高性能特點(diǎn)。

從公司內(nèi)部關(guān)于氫能和MIRAI的問卷調(diào)查（調(diào)查時(shí)間在MIRAI上市以后到氫燃料汽車發(fā)布之前）來看，雖然越來越多的人對(duì)此持積極態(tài)度，但另一方面，也有人抱有“氫能會(huì)不會(huì)爆炸”“價(jià)格是不是很貴”這樣的印象。

因此，在繼續(xù)對(duì)碳中和進(jìn)行采訪的過程中，ToyotaTimes在本回將以“氫能”為主題，對(duì)各種有關(guān)氫能的問題作答。

為了證明氫能的安全性，豐田社長(zhǎng)親自作為車手參加了之前的耐力賽?？梢哉f，只要了解氫能的特點(diǎn)，就能找到安全使用的方法。

FACT 1.氫能的燃點(diǎn)很高

現(xiàn)在很多人認(rèn)為氫能是很危險(xiǎn)的，那我們就先說結(jié)論：其實(shí)氫能和汽油、石油等燃料一樣，只要使用方法正確，就是安全的。

我們知道，燃點(diǎn)是物質(zhì)的性質(zhì)之一，氫的自燃點(diǎn)為527℃，比自燃點(diǎn)為300℃的汽油要高，所以可以說，氫是自然狀態(tài)下難以點(diǎn)燃的物質(zhì)。

FACT 2.氫能很輕，因此不容易點(diǎn)燃

看到標(biāo)題您可能會(huì)想：為什么因?yàn)檩p就不容易點(diǎn)燃了呢？

誠(chéng)然，氫氣是可燃性氣體，在一定的條件下就會(huì)著火。

但另一方面，氫也是所有物質(zhì)中最輕的，其重量大約只有空氣的1/14。

所以即便發(fā)生了泄漏，它也能迅速在空氣中擴(kuò)散開，濃度很快就會(huì)降低。所以，進(jìn)入空氣中的氫氣是很難著火的。

只要正確處理氫能，就可以安全使用

為了能夠正確處理氫能，豐田進(jìn)行了各種研究與試驗(yàn)。以此為基礎(chǔ)，他們得出了三個(gè)處理氫能的基本思路，分別是：“不泄漏”、“萬一泄漏了，要及時(shí)檢測(cè)出來并停止泄露”、“即使泄漏也要做到氣體不滯留”。

豐田的MIRAI也和普通汽車一樣，是在嚴(yán)格的安全標(biāo)準(zhǔn)下采取了安全措施。

此外，為了保證乘客、燃料電池、高壓儲(chǔ)氫罐的安全，需要采用碰撞安全的車身以及能夠保護(hù)燃料電池堆的構(gòu)造。基于上述的三個(gè)基本思路，豐田需要在研發(fā)和維修服務(wù)中穿插萬全的保護(hù)措施。

在5月舉辦的24小時(shí)耐力賽中，豐田也基于這套基本思路，討論了如何應(yīng)對(duì)比賽中的突發(fā)故障以及加氫的方法。

例如在車內(nèi)設(shè)置氫泄漏傳感器（行駛中一旦感應(yīng)到氫泄露，就會(huì)進(jìn)維修區(qū)進(jìn)行確認(rèn)），在維修區(qū)中，如果氫能是從儲(chǔ)氫罐泄漏的話，車停在那里的時(shí)候因?yàn)閮?chǔ)氫罐也是關(guān)閉的狀態(tài)，沒辦法把里面的空氣抽空，所以會(huì)用吸塵器把“氫可能會(huì)泄露的地方所存在的空氣”抽干凈。

在朝著碳中和前進(jìn)的過程中，氫能之所以受到了大家的關(guān)注，理由之一便是它“能夠儲(chǔ)存和運(yùn)輸能量”。那么氫能究竟是如何運(yùn)輸?shù)哪?？讓我們來一起看一看吧?/p>

FACT 3.在極低溫度下，氫能可以變成液體進(jìn)行運(yùn)輸

運(yùn)輸氫能的方法有好幾種，其中一種是將氫氣液化。氫氣在-253℃的極低溫度下會(huì)變成液體，液體體積只有氣體的1/800，因此可以運(yùn)輸?shù)牧恳沧兇罅?，這便是它的優(yōu)勢(shì)之一。

根據(jù)目的和成本選擇最合適的運(yùn)輸方法

考慮到使用方法和成本問題，氫能的運(yùn)輸方法還有其他三種。

第一種是用通過高壓壓縮后運(yùn)輸。該方法是用裝有高壓儲(chǔ)氫罐的專用拖車進(jìn)行運(yùn)輸。其實(shí)將氣體壓縮到儲(chǔ)罐中運(yùn)輸?shù)倪@個(gè)方法已經(jīng)在諸如家用液化石油氣等其他氣體的領(lǐng)域研究過了。但是，如果是大量運(yùn)輸?shù)脑挘鋯栴}就在容量上。

第二種是管道運(yùn)輸。就像城市里運(yùn)送煤氣一樣，用氫能專用的管道進(jìn)行輸送，但是因?yàn)楣艿腊惭b的費(fèi)用很高，所以現(xiàn)在只在近距離范圍內(nèi)使用。

第三種是將氫能轉(zhuǎn)換為其他物質(zhì)進(jìn)行運(yùn)輸，然后在需要用氫的時(shí)候再將其還原成氫能。例如運(yùn)輸含有氫的氨等，其優(yōu)點(diǎn)是溫度和壓力都不改變，用一般的油罐車就能運(yùn)輸。但其中最大的問題就是成本費(fèi)用。

除了目的、成本、基礎(chǔ)設(shè)施等之外，這些運(yùn)輸方法還面臨一個(gè)問題——運(yùn)輸時(shí)排放的二氧化碳（CO₂）必須為零，才能實(shí)現(xiàn)碳中和。也就是說，雖然這些運(yùn)輸方法可以根據(jù)目的、成本、基礎(chǔ)設(shè)施等進(jìn)行選擇，但在實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)時(shí)，必須實(shí)現(xiàn)CO₂零排放。

通過FCEV出行時(shí)，作為燃料的氫能必不可少。但是在問卷調(diào)查中，很多人都表示“不知道在哪里加氫”“不知道加氫的方法”，這是不爭(zhēng)的事實(shí)。接下來筆者將為大家?guī)黻P(guān)于正在整修擴(kuò)加的加氫站解說。

FACT 4.日本有147處加氫站，接下來的目標(biāo)是在2030年時(shí)建成1000處

目前，日本國(guó)內(nèi)共有147處加氫站（截止到目前，即2021年6月）。接下來日本計(jì)劃在2030年的時(shí)候?qū)⒓託湔緮U(kuò)建到1000處。如果自家附近有加氫站的話，MIRAI就會(huì)變得更加便利，也就能走進(jìn)千家萬戶了。隨著加氫站的擴(kuò)建，另一大問題浮現(xiàn)了出來，那就是增加FCEV的擁有輛數(shù)。

FACT 5.加滿儲(chǔ)氫罐只需約3分鐘

MIRAI等FCEV的加氫是在加氫站進(jìn)行的。加氫站和加油站形式類似，由適當(dāng)增壓的壓縮機(jī)、儲(chǔ)氫用的儲(chǔ)壓器、給氫降溫用的換熱器以及自助加氫機(jī)構(gòu)成。

加氫站的工作是由持有加氫資格證的專業(yè)工作人員進(jìn)行的，車主只需在車內(nèi)稍等片刻就能完成加氫，整個(gè)過程大概只需要3至5分鐘。當(dāng)然，這其中也和儲(chǔ)氫罐的剩余容量有關(guān)，但加氫的時(shí)間與汽油車相比幾乎沒有區(qū)別，非常的快。

另外，除了配備專業(yè)工作人員，部分地區(qū)還在嘗試自助加氫，今后加氫站可能會(huì)和加油站一樣方便。

MIRAI是以氫能為能源媒介，從中提取電力的。但根據(jù)現(xiàn)有調(diào)查顯示，人們還是很在意其運(yùn)轉(zhuǎn)成本。

氫能比汽油更便宜還是更貴？現(xiàn)實(shí)是，很多人很難對(duì)這個(gè)問題有一個(gè)準(zhǔn)確印象。那么氫的價(jià)格到底是多少？油耗呢？

FACT 6.加氫站的加氫價(jià)格約1100日元/kg(不含稅)

氫能的價(jià)格其實(shí)和現(xiàn)在的高辛烷值汽油差不多。在東京都內(nèi)的加氫站，加氫的價(jià)格為1100日元/kg（不含稅）（截至到目前，即2021年6月）。在日本頒布的氫能基本戰(zhàn)略方針下，他們計(jì)劃在2030年將氫能的成本降低到原來的三分之一。

順便一提，MIRAI的氫儲(chǔ)氫罐總?cè)莘e為141?，可存約5.6kg的氫能。日常生活中，大概加4~5kg的氫需要5000日元（不含稅）左右。

FACT 7.新型MIRAI的續(xù)航距離約為850km

新型MIRAI一次加氫可行駛約850km※，比第一代車型的續(xù)航距離多了30%左右。最近，在法國(guó)還出現(xiàn)了一次加氫能行駛1000km的新聞。

另外，在本報(bào)道刊登的前一天，還傳來了這樣的一則消息：日本汽車記者挑戰(zhàn)無加氫行駛，并進(jìn)一步刷新了記錄。2007年，以當(dāng)時(shí)的KLUGER為基礎(chǔ)改造的FCEV跑完了東京與大阪之間的500km。隨后，又經(jīng)過了14年的時(shí)間，其續(xù)航距離增加了近一倍。

另外，在24小時(shí)耐力賽的影像中多次出現(xiàn)了對(duì)氫燃料汽車進(jìn)行加氫作業(yè)的畫面，讓人記憶猶新。當(dāng)然，或許很多人都會(huì)有這樣的疑問：“氫燃料汽車的油耗高嗎？”事實(shí)上，用于加氫的加氫車以及兩旁的儲(chǔ)氫罐都還有改良的余地。

雖然從現(xiàn)階段的續(xù)航距離來看，是FCEV更勝一籌，但考慮到今后的技術(shù)進(jìn)步和氫能戰(zhàn)略，氫燃料汽車也會(huì)更進(jìn)一步發(fā)展的。

※G“Executive Package”、G“A Package”、G的情況：以JEVS Z902-2018為基礎(chǔ)的氫燃料電池汽車的有效氫能裝載量【kg】乘以在WLTC模式行駛模式下的燃油消耗率【km/kg】得出的距離。根據(jù)加氫站的加氫能力、高壓儲(chǔ)氫罐里氫能的搭載量不同、顧客的使用環(huán)境（天氣、堵車等）、駕駛方法（急踩油門、使用空調(diào)等）、燃料消費(fèi)率的不同，實(shí)際上的行駛距離也有所不同。

由于傳統(tǒng)的汽油車會(huì)排放CO₂，所以即便是面對(duì)以氫能為能源的MIRAI，很多人也非常擔(dān)心它在環(huán)境保護(hù)方面的表現(xiàn)。

對(duì)于人們表現(xiàn)出來的擔(dān)憂，筆者希望將來不僅是汽車業(yè)界，日本政府和同伴們也能相互幫助，共同解決這另外一個(gè)難題。

FACT 8.MIRAI在行駛過程中不排放二氧化碳

以前的汽車是在發(fā)動(dòng)機(jī)里注入汽油和空氣，通過燃燒它們產(chǎn)生的能量供汽車行駛，所以這個(gè)過程會(huì)產(chǎn)生CO₂。而MIRAI是混合了氫氣和氧氣，通過制造電力來行駛，所以行駛時(shí)不會(huì)產(chǎn)生CO₂，排出的也只有氫氧結(jié)合后的水。

另外，在之前的24小時(shí)耐力賽中參賽的氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)也沒有與汽油混合，而是通過燃燒100%純度的氫能來行駛，因此與MIRAI一樣，在行駛時(shí)幾乎不會(huì)排放CO₂。

也就是說，如果站在靈活利用氫能的角度來看，說CO₂的排放量為零也不為過。

但是，即使行駛時(shí)CO₂的排放量為零，但從氫能的制造、運(yùn)輸，甚至車輛的制造、運(yùn)輸、報(bào)廢的車型周期評(píng)估（LCA）來看，整個(gè)過程的的確確排放了CO₂。因此從LCA的角度來看，還有很多需要解決的問題。

HOPE 1.希望使用綠色氫能

現(xiàn)在，包括日本在內(nèi)，世界上使用最多的氫能叫灰色氫能。氫能根據(jù)制造過程中是否產(chǎn)生CO₂，以及產(chǎn)CO₂時(shí)的處理方法，分為綠色氫能、藍(lán)色氫能、灰色氫能。

綠色氫能是指在制造過程中不產(chǎn)生溫室氣體的氫能，它主要由太陽(yáng)能、風(fēng)力等可再生能源制成。

藍(lán)色氫能是指制造時(shí)不會(huì)向大氣中排放CO₂的氫能。具體來說，將生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的CO₂收集起來并埋在地下，且有效使用這些被回收的CO₂，用這種方法制造出來的氫能被稱為藍(lán)色氫能。

灰色氫能是使用天然氣或石油等產(chǎn)生的電力制造出來的氫能，這個(gè)過程會(huì)向大氣中排放CO₂。據(jù)說世界上生產(chǎn)的約95%的氫能都是灰色氫能。

從這一點(diǎn)來看，在氫能使用中，今后最好以綠色氫能為主。從LCA的角度來看，為了減少CO₂的排放，提高再生能源的比例，活用氫能是解決方法之一。