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氢能源汽车为何在日本难以发展?(中国崛起!)

21世纪,随着石油等化石燃料燃烧所产生的地球温室效应带来的全球变暖问题,碳排放成为了全球的焦点。目前,在一代又一代的科学家努力下,油电混合技术,电动技术相继问世。未来,氢能源将成为汽车产业,飞机产业以及其他工具产业的关键技术,这项技术的问世不仅可以解决温室效应,同时也是一项绿色清洁的能源。

在2021,在爱沙尼亚塔尔图就亮相了世界首辆无人驾驶氢能源汽车。

日本不敌,中国崛起!氢能源汽车为何在日本难以发展?

氢能源的优势

温室效应引发的冰川融化导致的海平面上升,最早殃及的就是沿海地区。有专家预测,如果冰川完全融化,海平面将上升70米。

因此,早在2009年,日本的日产就率先提出发展氢能源汽车,并提出FCV计划(Fuel cell vehicles)。这主要得益于氢能源与其他能源的天然优势。

从储能的角度来说,目前,太阳能,电池,汽油作为三大主要能源来源。与太阳能

所以氢气可以作为未来的一种清洁能源,既可以保护环境,又可以造福人类。

日本为何不敌?

日本作为最早氢气研发的国家,可是为什么10多年过去了依然没有起色?这究竟是为什么呢?

这要从日本自身和氢能源技术来说。

从氢能源自身来说,制作成本,运输成本和使用成本。

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氢气作为一种可燃物,要求纯度极高,稍有不慎就会发生爆炸。尤其是在事故现场,一旦遇上火星,就很容易发生大范围的爆炸。

其次,氢气的制作成本极高,目前已知的氢能源技术便是通过电解水获得氢气,但是这么做消耗的电能和水能是难以估量的。据了解,电解水制成的氢气成本高达200美元,折合人民币约1600元。而一辆氢能源汽车更是高达45万元人民币。

其次,储藏氢气也是一大问题。传统的储藏氢气的方法就是钢瓶和液态氢。但是钢瓶的重量大,在运输期间需要消耗许多燃料,而且液态氢对于环境温度的要求要达到零下,对于目前科技来说几乎是不可能的。

目前已知的储氢技术主要有四种方法:比如像高压气态储氢,低温液态储氢,合金储氢,有机液体储氢。

1:高压气态储氢技术就是通过压缩氢气,储存高密度氢气,这样做的好处在于目前技术相对成熟,容易实现,但是由于气体的密度低纯度低,在燃烧供能时会出现爆炸和泄露的安全隐患。

2:低温液态储氢就是利用高压低温液化的方式进行存储,这样提取的氢气纯度高,但是耗能巨大,成本高

3:有机物液态储氢,存储的密度高并且在常温下也可实现储氢,但是容易发生其他反应,降低纯度

4:合金来储存氢气。让金属和氢气发生反应,等到需要的时候再将其从氢气中提取出来。这样的技术相比于传统技术而言,要安全和经济得多。

就日本自身来看!

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早在1986年-1991年十年间发生了严重的泡沫经济,无论是2009年还是2021年,日本依旧陷入到泡沫经济的怪圈中,经济迟迟未有好转。加之疫情的影响,使得日本不得不缩减科研经费来维持现状。尤其是新日本首相菅义伟接将六位“日本学术会议”相关成员的名字从名单中剔除。这六位学者分别对刑事,历史,行政,法学和基督教学有着很高的学术造诣,在日本也备受人们尊重。而他们被撤名的原因也很简单,因为他们的政治立场与现行日本所推行的政治取向相左。于是政客们为了维持自己的统治,便将他们除名。这一举动使得很多科研人员心生不满,于是纷纷选择逃离日本,来到中国。

日本不敌,中国崛起!氢能源汽车为何在日本难以发展?

据日媒报道,早在2018年日本的科学技术预算仅为七分之一。许多科研人员能力高却申请不到科研经费,同时科研岗位少之又少,由此带来的就业压力更是让本就困难的科研工作雪上加霜。

不光是老一辈的科研工作者,年轻一辈的科研工作者也想要逃离日本。以学者高畑为例,2005年获得了博士学位,2008年留美继续深造,2013年回国后一直找不到工作,直到2013年浙江大学录用他并给予丰厚的资金支持和实验室,这使得日本的科学家们纷纷投入到中国的怀抱,发挥自己的才能。

要知道日本每年出一位诺贝尔奖很大一部分原因是因为科研经费的充足并且能够享受到很高的荣誉,这样的措施不仅使得日本科研人才外逃,更使得日本的经济缺乏科技这一强有力的基础,由此进入到恶性循环中。

日本不敌,中国崛起!氢能源汽车为何在日本难以发展?

其次,要从日本的公司等级制度来说。在日本,阶层与阶层之间严格划分,晚辈必须尊重前辈,下级必须尊重上级。这样严格的等级制度和细致的工作划分使得日本职员很难获得晋升和发挥积极性。而且,日本企业大多为私企,为了维持公司周转不得不减少科研经费的投入,这就使得氢能源汽车屡次停滞,屡停不止。

中国氢气技术发展为什么很光明?

时代周报的记者曾经采访一位业内人士表示:规模化节点会在2020年,最晚实在2050年实现。

在中国,有许多现象表明未来氢气发展前途一片美好。

首先,就是科技力量

在中国自2015年开始,国内氢能源专利申请数量迅速攀升。到2020年,我国氢能源技术专利申请数量为269件。

日本不敌,中国崛起!氢能源汽车为何在日本难以发展?

制取氢气目前主要的方法有化工原料制氢、石化资源制氢、电解水制氢等多种途径。

1:工业副产氢:通过采用催化剂将丙烷里的氢气脱离出来,从而得到规模大成本低的氢气,是目前最成熟的工艺。但是在制造的过程纯度低,燃烧时会产生爆炸。

2:煤炭制氢:煤炭经过气化、变换、除酸、提纯等关键环节,可以得到不同纯度的氢气,这种方法得到的氢气来源广泛而且适合大规模开发,但是在其过程中会产生大量的二氧化碳,并且当今煤炭资源短缺,不适合长期发展。

3:甲醇(酒精)制氢:在催化剂的作用下发生裂变,并且与一氧化碳发生反应,从而得到二氧化碳和氢气。由于二氧化碳和氢气的密度不同,所以在收集的过程可以得到十分纯净的氮气,而且酒精是一种可再生能源,因此被认为是可长期发展的方法。唯一的不足在于大量生产会伴随着二氧化碳的大量排放,因此需要相应的措施和制度管理。在未来,这将是一种科学而又可持续的发展,结合二氧化碳结合封存技术(简称CSS),可以实现0碳排放和纯净的氢气。

4:光电解水:光能转化为电能,电将水电解为氧气和氢气。通过这种方式可以实现0污染和低能源,而且水为可再生能源,是未来一种理想的氢气制造方法。

日本不敌,中国崛起!氢能源汽车为何在日本难以发展?

在中国,目前主要以天然气制氢为主。天然气的主要成分是甲烷(CH4),甲烷是所有化石能源中占比最高的,约为25%。同时,天然气作为三大化石能源之一(煤炭,石油,天然气),储量丰富,是目前制氢的最好选择。天然气制氢的原理是通过与水蒸气发生反应形成化合气,然后再通过提纯分离得到氢气。因为中国地大物博,天然气资源尤其是在新疆地区非常丰富,所以天然气制氢对于中国是方便快捷的方式,也是最理想的选择。

其次,就是来自国外力量的支持。

中国作为疫情控制的最好的国家,而且在经济,科技等许多领域让许多外国学者纷纷向中国抛出橄榄枝。尤其是日本,新任首相对科研人员的不尊重让许多科学家来到中国从事科研工作,而国家也给予相应的资金支持和技术扶持。

再者,便是政策的支持。还包括国际氢能燃料电池协会、中国氢能产业技术创新与应用联盟、中国节能协会以及其他地方氢能协会。

在《“十三五”战略性新兴产业发展规划》等国家顶层规划中,已经明确了氢能与燃料电池产业的战略性地位,工信部也已经明确提出在2020年实现特定地区公共服务用车领域的氢燃料电池汽车示范应用。

在2021年,上汽捷氢就氢能源汽车举办了氢能源汽车发布会

日本不敌,中国崛起!氢能源汽车为何在日本难以发展?

氢能源的开发与利用,已成为了全人类共同的任务,在政策支持和科研工作者的共同努力下,我国“氢”实力已经跻身氢能源全球领先。未来,许多企业还带来更多氢能源技术的“黑科技”,将经济性更好,可靠性更高的氢能系统普及到汽车领域和航天领域,让更多的消费者和科研工作者们享受到氢能带来的环保生活,在丰富便捷人类的同时,保护自然环境。

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文章来源:http://www.wozhibaike.com/763

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