为何使用氢燃料的奥运圣火是橙色的?

   日期:2024-02-23     浏览:1286     评论:0    
核心提示:虽然使用了一些化学魔法,但日本的奥运主火炬并非使用天然气或其他传统燃料。千真万确,它燃烧的是氢气,它的火焰不仅是奥林匹克精神的标志,也是国家雄心的标志。东京市长... 关键字:氢经理 氢燃料 日本。

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  虽然使用了一些化学魔法,但日本的奥运主火炬并非使用天然气或其他传统燃料。千真万确,它燃烧的是氢气,它的火焰不仅是奥林匹克精神的标志,也是国家雄心的标志。

  东京市长在2016年承诺,东京奥运会“将留下一个氢社会作为遗产”。计划要求奥运村以氢气为燃料,用氢气驱动的巴士运送世界顶尖运动员参加比赛,并让奥运会向世界展示日本对氢能的理解。

  但事实证明,制造氢动力汽车的前景——即汽车尾气只产生水——实现起来并不容易。

  这届在疫情期间举办的奥运会,用来运送运动员和媒体的巴士车队大部分仍在使用柴油,而不是氢。只有少数短途巴士使用氢燃料电池。奥运村的一座建筑使用了氢气提供能源。

  即使是奥运圣火也不能依靠纯氢,因为纯氢燃烧时火焰的颜色几乎看不见。相反,组织者将碳酸钠混入其中,从而产生了明亮的、上镜的橙色火焰——尽管这是以一些碳排放为代价的。

  因此,奥运会并没有为氢能源提出新的理由,而只是强调了一个问题:在一个迅速向电池电动汽车发展的世界里,日本为何如此热衷于氢能源?

  这个问题甚至困扰着日本国内的观察人士。

  “多年来,他们一直在打赌,氢将成为下一个最好的东西。”智库InfluenceMap的亚洲事务经理Monica Nagashima分析了日本的氢战略。

  “他们已经在这方面投入了大量资金。”

  更令人困惑的是,氢动力汽车的最强烈支持者之一是丰田(Toyota),这家公司曾在普锐斯(Prius)中推广了混合动力技术,现在又在其产品线中增加了插电式汽车。

  丰田在氢燃料上的押注招致了全球的批评,其企业代表反对监管部门优先考虑电动汽车的举措。InfluenceMap给丰田的气候表现打了D-,称丰田“有时对要求汽车行业电气化的政策持高度负面态度。”

  其他制造商对氢的排斥态度也很直率。大众汽车公司(Volkswagen AG)首席执行官赫伯特·迪斯(Herbert Diess)今年2月在Twitter上说:“政客们是时候接受科学了。绿色氢可以用于钢铁、化工、航空……但不应该出现在汽车中。成本太高、效率太低、速度太慢,而且难以推广和运输。”

  但丰田和日本政府采取了不同的做法。


丰田新款Mirai

  丰田是“未来”(Mirai)的幕后推手,这款氢燃料电池汽车于2014年首次销售,丰田首席技术官前田正彦(Masahiko Maeda)称它是“氢燃料汽车全面普及的起点”。但它的销售业绩一直不佳。到2020年底,在上市6年后,丰田在全球售出了1.1万辆Mirai。Mirai是一款昂贵的车,售价是同样大小的凯美瑞的两倍。

  去年,该公司推出了第二代Mirai,并表示,预计销量将增长10倍。

  在奥运会上,丰田提供了500辆氢燃料电池汽车作为官方运输车队的一部分。日本表示,到2030年需要实现80万辆氢动力汽车上路,政府正投入巨资实现这一目标,仅今年就预算11亿美元,以促进和补贴技术的采用。但经过多年的努力,今天仅有4000多辆氢动力汽车上路,为政府五年前设定目标的十分之一。

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  美国加州希望到2030年有100万辆氢燃料汽车和1000座加氢站投入使用,但目前加州只有1.1万辆氢燃料汽车和48座加氢站。在税收优惠政策推动化石燃料汽车淘汰的挪威,人们今年只购买了12辆氢动力汽车,仅占总销量的0.01%。在挪威,氢燃料汽车享受与电池动力汽车相同的补贴,而截至目前,插电式汽车已占到2021年汽车销量的近85%。

  但“在挪威几乎看不到氢,”跟踪汽车销售的挪威道路联合会(Norwegian Road Federation)首席执行官奥温德·索尔伯格·索尔森(Oyvind Solberg Thorsen)说。

  挪威仅有两座加氢站。加拿大有五座。

  到2020年底,日本共有137座加氢站。

  “实现以氢为基础的社会还需要更多的时间。但这是一个很好的起点,可以显示我们正在朝着什么方向前进,”日本全国性研究机构新能源和工业技术发展组织(New Energy and Industrial Technology Development Organization)总干事Eiji Ohira说。

  “氢并不是唯一的解决方案。但它将在碳中和中发挥非常重要的作用。”

  氢动力汽车的支持者已经指出了它们在气候和便利方面的价值。氢在燃料电池汽车中使用时不会产生碳排放,而且氢动力汽车可以在几分钟内完成加氢重新上路——比电池动力汽车快得多。续航里程可以更好,因为在寒冷的天气中氢燃料汽车的运行几乎不受影响。

  然而,在气候问题上,人们有理由持怀疑态度。目前,世界上大部分的氢都是灰色的氢,它们是从天然气中生产出来的,在这个过程中产生了大量的碳排放。蓝色氢和绿色氢的生产成本要高得多。蓝色氢使用天然气,但可以隔离碳;绿色氢使用清洁能源,以水电解得来。

  此外还有资金问题:据彭博新能源财经(Bloomberg New energy Finance)估计,氢能如果要满足全球四分之一的能源需求,需要大约11万亿美元的制造和基础设施建设支出。

  尽管如此,日本的氢能目标对加拿大的能源出口颇具意义。由于缺乏本国的自然资源,日本如果要实现其目标,就需要进口大量的氢。加拿大的天然气田在地理位置上非常适合成为一个供应来源。在阿尔伯塔省,Air Products and Chemicals Inc.、Suncor Energy Inc.和Atco Ltd.等公司已经披露了建造蓝氢生产设施的计划。他们将从阿尔伯塔省政府的激励措施中获得数百万美元。


现代XCIENT Fuel Cell氢燃料重卡

  丰田并不是唯一一家追求氢燃料交通工具的公司。现代和本田都销售燃料电池车型。宝马在今年6月开始了氢动力汽车的道路测试,尽管其宣传材料清楚地表明了这项技术的难度。即使是燃料也很昂贵:目前,氢每公里的成本大约是电池的两倍。

  不过,Ohira说,日本仍致力于氢能源的开发。他预计,在日本承诺到2050年实现碳中和后,氢燃料汽车的官方目标将向上修正。

  乘用车也不是唯一使用氢的地方。船舶、卡车和其他工业用户也将需要新型能源,以减少碳排放。Nagashima说,日本氢战略的一个积极因素是,它关注“几乎整个经济”。因此,“如果能源部门看到足够的氢供应,他们就会更有信心围绕氢设定目标。”

  日本官员也看到了追求氢的价值,以免该国面临落后的风险。这项技术的时代尚未到来,但仍有可能到来。

  “继续投资是值得的,”Ohira说。“如果我们停止技术发展,我们就会失去我们所拥有的。如果未来有可能使用这项技术,我们就需要继续走下去。”

  (原文来自:全球能源 全球氢能网、新能源网综合)

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