摸着日本過河，中國氫能源就死定了_風聞

2023年，豐田的開局就迎來了多事之秋。

“今天的臨時董事會會議決定，由我擔任會長，佐藤出任新社長。”

1月底，豐田章男主持更換社長發佈會，以一種罕見的形式直截了當地開了場：豐田章男宣佈辭任豐田汽車公司社長。

         

2月14日，豐田章男的爸爸、豐田曾經的掌門人豐田章一郎去世，終年97歲。

2022年數據顯示，雖然豐田還是全球銷量第一的車企，但豐田在中國的新車銷量194.06萬輛，同比減少0.2％，是10年來豐田汽車在中國市場首次出現銷量下跌。

豐田旗下的雷克薩斯下滑更嚴重，2022年新車銷量下降19%，終結了連續17年在華銷量增長記錄。

在全球汽車行業電動化大潮下，豐田似乎有點“跟不上”了。

國人都知道，日本車企，尤其是豐田，在汽車新能源轉型過程中押錯了寶。

他們幾乎把全部希望都寄託在了氫能源汽車上。

結果在全球技術路線掰手腕的過程中，他們慘敗給了中國引領的純電技術路線。

但是今天我們要説的是，豐田敗給了中國新能源，很大一部分原因不是豐田的鍋。

日本人搞不起氫。

事實上，氫氣不是任何一個國家想搞就能搞得了的。

         

01

2014年底，豐田第一款氫能源車Mirai（日語“未來”）首次量產。

2015年1月，豐田社長豐田章男駕駛着一輛藍色的Mirai停在了首相官邸門前。

時任首相安倍晉三已經在此等候。

豐田章男下車，將一把象徵式的車鑰匙交到了首相手裏。

二人一起試駕了這款汽車。

當時，這款車續航里程500公里，超過Model S（470公里），售價58000美元，也低於後者91000美元，加氫速度還超過充電。

安倍在演講中宣稱“豐田的Mirai象徵着氫時代的序幕。”

當時這款車1個月訂單就達到約1500輛，而日本的補貼是每台車10萬人民幣。

同年進入美國市場以後，Mirai一度熱銷。

在安倍政府的推動下，2017年日本發佈《基本氫能戰略》。

但也正是在這期間，Mirai的銷量出現了明顯下滑。

背後的原因是多方面的。除了技術不成熟、加氫難等問題，還有一大問題就是幾乎“沒有同行”。

作為領軍者，豐田沒有開放專利，使得氫能技術在企業間很難普及，導致中美歐的車企只能放棄將氫車作為主流。

日本人還希望全車供應鏈幾乎都能在國內搞定，他們也的確做到了，甚至很多零部件供應商都是豐田的子公司。

有人説，這就像是豐田召集大家一起來修高速路，但他自己已經建好了10個收費站：“想買這個嗎？只能買我家的哦。”

豐田的小算盤是這樣的：自己既做氫車，還要讓別人來買它的氫燃料電池發動機，它來做供應商，續寫燃油車領域的輝煌。

但日本本土市場又太小，不足以支撐氫車的整個產業鏈，尤其是消費市場。

直到2019年的決算發佈會上，豐田章男才説：“豐田決定開放自己的專利，增加夥伴的數量。”

當時，他還談到對Mirai的反思，説Mirai的普及速度很慢，遲遲無法推進。

你要説日本人沒有努力，沒有降低氫車的成本來打開市場，那也是謊話。

十年左右的時間裏，一輛Mirai的成本下降了97%左右。

圖片來源：國泰君安證券研究所

但它的售價還是貴。

2022款的Mirai二代在日本的價格約合人民幣44萬元，賣到中國的價格超過70萬元。

而且日本氫車產業始終沒有形成一個規模化的網絡。

比如加氫站，從2014年到2022年5月，只建好了161座，而日本的加油站約為30000座。

美國有一個Mirai的車主分享了他的經歷：

把車開到加氫站，沒有工作人員，自助服務，插上槍，加不上氫。

他車裏的氫只夠把車開回家的，但是沒法再開回來了。

車貴，氫貴，站點少，續航一般。

這樣的車，怎麼可能暢銷？

我們國內的電動車也經歷過這樣的窘境，但我們走出來了，或者説至少正在走出來的路上。

而這個問題，在日本幾乎是無解的。

         

02

2022年，日經新聞網發表了一篇文章，題目叫《日本氫能實力世界第一，中國猛追》。

他們對比的排名主要是國內氫能專利申請的數量。

但這並不能代表產業水平。

日本氫能搞得到底怎麼樣，其實有一個評判標準很簡單：

你的氫氣從哪兒來？

氫氣來源決定了氫氣價格能不能更便宜。

我們知道，煤可以制氫，天然氣也可以制氫，可再生能源也可以制氫。

但是日本人的每條路幾乎都給堵死了。

我們自己唸叨了好多年的石油進口依賴度，但中國2020年的能源整體自給率達到了82%。

對比2020年，日本的能源自給率只有11.2%。

2019年，日本的天然氣、煤炭、石油進口量分別是世界的第二、第三、第四位。

依賴進口的化石能源發電，本身電力供給就已經很吃緊了，還要大量應用它來制氫的話，並不現實。

那麼可再生能源制氫怎麼樣呢？就更尷尬了。

有多尷尬呢？拿腳趾頭摳出一個日本島那麼大。

以中國為例，中西部有廣袤、暴曬、多風的沙漠、戈壁、荒漠，雖然不宜居，但是非常適合發展風電、光伏。

日本島國狹長，陸地資源很有限，風電技術水平有限，地震頻發，所以陸上風電發展受限。

日本四周鄰海，但日本島近海水深較深，海上風電一般需要塔筒插入海底，加上日本海上台風頻發，所以也不合適，不像我們和歐洲有很多淺水海域。

發展光伏需要大量土地，較好的光照條件，但日本陽光資源一般。早期政府補貼想要大力發展光熱，也就是用鏡子反射加熱高塔，推動蒸氣輪機發電，結果因為空氣潮濕多鹽霧，效果不理想，不得已才轉向了光伏。

夏普等公司搞到20世紀末還是全球第一，到21世紀開始就被中國公司搶走了風頭，從此一蹶不振。

在福島縣有一座巨大的光伏制氫工廠，廠區2/3的面積都是光伏板，但是一年製造的氫氣也只夠1萬輛氫車使用。

圖片來源：靜説日本

未來制氫行業的趨勢一定是電解水制綠氫的方向發展，但是日本又是一個淡水緊缺的國家。

他們不缺海水，可電解海水的話，陽極棒可能析出氯氣、鈣鎂離子，容易生成沉澱，增大電阻，隔膜也容易受到腐蝕。

因為有特高壓，中國光伏、風電可以東西南北互濟餘缺，遠距離輸送，日本南北方向距離幾千公里，但這些都做不到。

日本人比中國更早地研發出了特高壓，但始終沒有投入商用。

綜合來説，中國是一個“富煤、貧油、少氣、多風、多光、多水”的發展中國家。

而日本是一個“缺煤、缺油、缺氣、少風、少光、少水”的發達國家。

他們不僅本土能源資源窘迫，而且由於社會發達程度高，人均耗電量也高。

日本土地面積不到中國的1/25，人口不到中國的1/11，而用電量達到中國的1/8左右。

即便面對這樣的家底，日本人還是孤注一擲地選擇了氫能。

可氫能不是一次能源，它有時候甚至不算二次能源，而是三次能源。

比方説太陽能是一次能源。

光伏發電是二次能源。

光伏發電用來電解水制氫，氫就是三次能源。

安倍政府最大的bug就是，一次、二次能源的問題沒解決，就着急佈局三次能源。

而且佈局的不是三次能源的來源，而是三次能源的消費載體——氫車和加氫站。

這就好比説，我們下一步的戰略是讓大家每個人吃上豬肉。

但是我們沒養豬。

所以豬都靠進口。

日本人先不解決豬的問題，就要大口吃燉肉。

結果就是日本為了氫能戰略陷入了一個巨大的深坑：

有時候需要進口豬，有時候需要進口五花肉，有時候要進口紅燒肉的預製菜，有時候要進口自嗨鍋，然後把裏面的肉包拎出來，再把米飯包和菜料包還回去……

這段比喻是啥意思呢？

日本川崎重工打造了全球第一艘液氫船，從澳大利亞的一家煤氣化廠進口液氫，長途跋涉9000公里，把液氫運到了日本。

總共運來多少氫呢？2噸。

因為氫的分子太小，它可以鑽進金屬的化學結構縫隙裏，導致金屬斷裂，這叫“氫脆”現象。

所以儲氫瓶就不能用鋼，可能要用到碳纖維增強塑料纏繞加工，成本一下就上去了。

一輛重載卡車上可能只有1%的重量是氫氣，因為儲氫瓶實在是太沉太厚了，儲氫船也是一樣的道理。

如果你要加壓，往瓶子裏塞更多的氫氣，從700個大氣壓提高到3500個，那加壓灌裝過程消耗的能量大概是這些氫氣燃燒時能提供能量的1/3。

相當於挖3噸煤的過程，就耗費了1噸煤。

所以也有的日本公司覺得遠程運氫太奢侈、太麻煩，就想把氫變成別的東西，比如氨（NH3）。

長期不打掃的公共廁所，裏面的味道就是氨的味道。

氨，便於運輸、儲存和貿易，而且在化肥等領域大量生產。

但是《華爾街日報》指出，氨水制氫發電的成本是天然氣的8倍，是煤炭的9倍。

氨不易燃燒，發熱量低於氫，轉換成氫又會額外增加能量損耗。

在八九百度的高温下，氨氣能分解出氫氣和氮氣。

氫-氨-氫過程的總能效只有50%~55%，得到的氫氣還得提純。

日本有的企業已經開始在燃煤電廠試驗，在煤裏摻入20%的氨氣混燒發電。

這樣就需要大量的氨水，靠茅房是不夠的。

提供氨水的日本三井公司考慮在沙特新建一座大型的氨廠，然後把氨運回日本。

日本政府在2021年發佈的第六版能源戰略計劃中，首次引入氨能，提出到2030年，利用氫和氨生產出的電能將佔日本能源消耗的1%。

1%……

除了氨以外，他們還盯上了其他載體。

比如日本化工巨頭千代田跟文萊簽了協議，把文萊液化天然氣廠的副產品通過蒸氣重整製成氫氣，然後把氫加上甲苯（C7H8），生成液態的甲基環己烷（C7H14），好處是可以常温常壓液態運輸，相當於氫的體積被壓縮到1/500。

到了日本，再把液態甲基環己烷“脱氫”，分解成甲苯和氫。

然後把氫留下來，作為一個示範項目熱電廠的燃料。

甲苯坐船返回文萊，再去加氫，再運過來，脱氫……

文萊距離日本4000公里。

為了弄出所謂的“氫能社會”，日本人鼓搗了半天國產化的製造業供應鏈，結果無論選哪條技術路線，最基本的原材料還是要滿世界去找。

日本把整個“氫能社會”的各種配套設備都想好了，但是沒想好氫氣從哪來的問題。

        

相當於“我把孩子幼兒園到中學的坑位都佔好了，就缺個老婆了。”

如果説日本作為發達國家，舉全國之力發展氫能都會需要這樣的坎坷，那麼中國的氫能發展之路還能順利嗎？

所謂的萬億藍海大市場，到底是不是一個騙局？

03

在日本，用純氫氣發電，1度電的成本可以高達5.46元人民幣。

他們的成本下不來，一個重要原因是核電被自己人“卡了脖子”。

在2011年福島核事故之前，日本的核電給全國提供了近30%的電力。

日本人原本2010年就計劃要把這一比例提升到50%（2030年目標）。

結果是福島事故後大量核電機組停運，至2015年核電佔比只剩下0.9%。

對日本來説，如果不能大規模利用核電，想要打造所謂的氫能社會就是天方夜譚。

但是中國的情況有所不同。

今天，碳中和已經成為全球的共識。

要想做成這件事，必須用可再生能源，也就是風、光、水、生物質來發電。

但是天有黑的時候，風有停的時候，水有乾的時候。

可再生能源具有隨機性、間歇性、波動性。

所以未來可再生能源挑起大梁的時候，我們獲取能量的來源一定是更多樣的，而不是更單一的。

風電、光伏、光熱、水電、煤電、氣電、核電、生物質發電……

灰氫（化石能源制氫）、藍氫（灰氫加上碳捕集）、綠氫（可再生能源制氫）、粉氫（核能制氫）……

電化學儲能（鋰電池、鈉電池）、機械儲能、電磁儲能……

高壓、超高壓、特高壓（距離最遠、電壓等級最高）……

各有各的用處，各有各的侷限。

不把雞蛋放在一個籃子裏，這是中國實現碳中和的一項基本原則。

有人説，説了半天，我還是不明白為啥中國、日本要用氫？

折騰光伏、風電這些“不靠譜”的東西，已經是我忍耐的上限了，為啥還要搞氫這種又危險、又難用、成本又高的破東西，不就是騙政府補貼嗎？

因為想要實現碳中和，除了我們説電力體系的碳中和以外，還有很重要的一大塊就是熱力體系的碳中和。

很多地方用電、用熱，都要燒煤。

在很多產業，比如水泥、陶瓷、玻璃，都需要用到工業窯爐，如水泥窯，它們沒辦法用電加熱的方式來升温，只能用供熱的方式。

而氫，就是為這些場景準備的，它是來替代燃煤供熱的。

氫鍋爐、氫窯爐，是清潔能源供給和工業高品質供熱需求之間的一個關鍵紐帶。

中國需要解決的問題是，我們煤制氫佔比太高了，達到60%以上，真正電解水製出來的綠氫只佔到1%~1.5%。

煤制氫，制1噸氫，要排放20噸二氧化碳，所以不是碳中和的長久之計。

中國人從碳中和佈局的一開始就在着力解決氫氣供應的來源問題。

既要便宜，也要低碳，還要有保障。

從制氫設備上説，有很多光伏、風電龍頭企業都在佈局氫電解水槽，國內鹼性電解槽製造技術發展迅速，國產化率達到95%，成本下降顯著。

我們正在從一些日本人沒有下大功夫的領域入手，同時在日本人曾經領先的領域（比如質子交換膜的膜電極）奮起直追。

只要能實現國產化的東西，成本就能比日本人低一大截。

從光伏到氫能，我們考慮的都是先怎麼樣把一種能源裝備做成物美價廉大規模，然後着力安排的領域才是應用端的降本增效，比如氫能源電池車。

我們不會去追求無本之木。

從制氫成本的結構上説，除了設備降本，電價佔了一大塊。

如果電價能下降一半，電制氫成本就能下降1/3。

2021年，中國光伏平均度電成本是0.38元/度。

如果電價能下降到0.25元/度，那麼電解水制氫成本就能下降到15元/公斤，接近當前化石能源制氫的成本。

國家電網前董事長劉振亞創辦的全球能源互聯網發展合作組織預計，2030年左右西北地區風光條件好的地方就能達到這條成本線上。

未來我們還有很大的下降空間，業內人士普遍認為，中國光伏電價能下降到0.15元/度的水平。

能用上更多的光伏、風電來制氫，氫氣生產過程的碳排放就會顯著下降。

但是電解水，不光要電，還要水。

有人或許會説：日本人缺淡水，我們淡水也不富裕啊，以後電便宜了，水就隨便拿去電解嗎？

預計到2050年，全球電制氫產量能達到3.4億噸，耗水量接近70億立方米。

看起來很多，但我們可以對比一下——

當前全球農業用水2.8萬億立方米，工業用水8000億立方米，城市用水5000億立方米。

所以不用過度擔心電解水制氫給水資源消耗帶來的壓力。

與日本不同，中國風光資源好，綠氫生產潛力極大，技術可開發的上限是每年37億噸。

全球能源互聯網發展合作組織預測，這個量預計相當於2060年中國總用氫需求的40倍。

從供氫的角度來説，中國完全不缺“原材料”。

從輸氫的角度來説，中國人有很多種選擇。

我們可以在西部用風光制氫，然後輸送到東邊；

也可以把西部的綠電通過特高壓送到東邊，然後在東部制氫。

根據測算，如果距離2000公里，摺合每度電能量的輸送成本，輸氫需要1毛錢（0.096元），而輸電只要6分錢。

就目前來説，一公里輸氫管道的成本大約是天然氣管道成本的1.5倍左右。

這麼説來，是不是以後西北地區就別搞什麼制氫了？

不是這樣的。

最重要的是，因為我們中國有獨特的風光資源，因為我們西部北部發電和東部南部用電的地理分佈特點，

中國人搞出了一望無際的風光大基地，又搞出了全世界唯一大規模商用的特高壓，又搞出了物美價廉的電解水制氫設備，

這就導致我們中國人可以搞一件事，

而這是日本人至今無法企及的一件事——

它叫做“電-氫協同”。

啥意思呢？因為西邊的電便宜，所以西部制氫便宜，但西部產業少，就地用氫量少。

東邊產業對氫的需求大，但東邊電貴——不光本地電價貴，外來電也要加上特高壓的輸電費用。

東西之間可以用輸氫管道，也可以用特高壓送電。

那麼問題來了：你是一股腦給東部全送氫呢？還是隻送電，到東邊再製氫呢？

這就得安排安排了。

電-氫協同的意思就是，不依賴單一能量來源，就地用電、就地制氫、遠距離輸氫、遠距離送電再製氫，靈活統籌，四路齊發。

經過初步測算，你別看現在氫挺貴的，但是如果把特高壓和輸氫管道同時用起來，整個能源體系的成本比你單用任何一個都要更低。

這就是全球能源互聯網發展合作組織測算的一個較優方案：

東邊85%的用氫需求靠特高壓送電來滿足，在東部制氫；

東邊15%的需求用輸氫管道來滿足；

這樣輸氫的成本只要每立方米3毛錢（0.307元），而如果東邊的氫全靠西邊管道輸送，每立方米要達到6毛錢（0.598元）。

未來隨着光伏、風電、特高壓、制氫、輸氫、儲氫、儲電等環節的成本下降，這整個系統的綜合用能成本還會進一步降低。

剛才這個例子説的是東西部相距2000公里的兩個省份。

如果我們進一步擴大範圍，到2060年，比如西北、華東、西南，全國所有區域都用本地的風光來制氫，全國每公斤綠氫成本約為9.4元。

而如果所有區域能打破壁壘，採用電-氫協同的方式來互通有無，每公斤綠氫成本能降到7.6元——1公斤氫能儲存33度電，這就相當於每度綠氫發的電只需要0.23元。

這個綠氫成本相當於日本人目前氫氣成本的4.2%。

無論你認為這樣便宜的綠氫是不是在“畫大餅”，我們只想説明一個問題：

未來中國的能源體系，我們要當做一整盤棋來算。

大家都知道電動車行業，上游碳酸鋰的價格很瘋狂，導致電儲能的成本也飆升。

但是根據量化測算，如果2060年中國能充分發展綠氫產業，可以省下來的儲能靈活性資源投資規模在1萬億元左右。

綠氫左手牽着特高壓搞電-氫協同，右手牽着儲能搞氫-儲聯動。

我們不會把雞蛋放在一個籃子裏，因為我們有很多個籃子，我們還要把鴨蛋、鵝蛋、鴕鳥蛋、鵪鶉蛋……通通都放進去。

多能互補，把所有手段都用足用好，靈活調配，更有利於用能成本的下降，也有利於能源體系的穩定、堅強、可靠。

中國的能源體系，即便將迎來可再生能源“不靠譜”的衝擊，我們也將用更豐富的手段，讓這些不靠譜變成靠譜，同時做到全社會成本可負擔。

而我們有底氣説這些話，是因為中國能源裝備製造業的強大，是因為中國在“富煤貧油少氣”的稟賦之外，還有着幾無窮盡的可再生能源寶藏等着我們去開發、利用、轉化、消費。

尾聲

2021年，本田宣佈停產氫能源車Clarity。

在聲明中，本田表示：

“我們對現在每一種可能性進行了研究，認為氫能源存在一些困難的技術挑戰，大約10年內，氫能源車不會成為主流。”

奔馳的母公司戴姆勒終止同本田研發氫能源乘用車，把重心放到了氫能源重型車輛的研發上。

2021年，日產也宣佈暫停氫燃料電池車的合作計劃。

直到2021年12月14日，豐田的電動化戰略姍姍來遲。

2021年底，豐田一口氣宣佈要在2030年前投入8萬億日元用於電動化轉型，其中4萬億用於純電動車型，4萬億用於混動車型、插電式混動車型、氫燃料車型。

入土的安倍晉三，也帶走了日本的氫春大夢。

從去年開始，你甚至能在中國的大街上看到豐田純電動車的廣告。

這款bZ4X車型被網友戲稱為“驗證碼電動車”，甚至被調侃為“2022年最愚蠢的電動車”，屬於拉胯級別。

畢竟，他們起步就已經晚了十年。

日本氫車產業，無論做到了哪一步後開始收縮、潰敗，歸根結底不是中國電動車的“外因”導致的。

日本搞不定低成本氫氣來源才是這場大敗局的核心。

問渠那得氫如許？為有源頭活水來。

我們要超越的不是日本，從來都是我們自己。

參考文獻：

全球能源互聯網發展合作組織：《綠氫發展與展望》