“Mirai的量產(chǎn)上市,是否意味著我們(在新能源汽車時代)‘彎道超車’夢,碎了?”
2014年末,史上第一種以氫為動力汽車——豐田公司采用氫燃料電池堆技術的Mirai,正式宣布上市。
Mirai的量產(chǎn),就當時而言堪稱是新能源產(chǎn)業(yè)的一樁盛事,許多國家的媒體都給予了高度的關注。
▲ 時至今日,照片中最左的Mirai與中間的安倍,均已經(jīng)“涼透”
同樣大感振奮的,還有日本政府。時隔一月有余,在2015年的1月15日,時任日本首相的安倍晉三,甚至還以一國元首之尊,幾乎以半官方的姿態(tài),邀豐田公司前社長豐田章男一起,親自試駕了這款汽車。
一時間在氫能乃至整個新能源領域,日本企業(yè)似乎風頭無二。而上面這番就今日看來極其“無厘頭”的問題,也是當時中文互聯(lián)網(wǎng)上不少關心新能源產(chǎn)業(yè)國人們的真實憂慮。
這股憂慮在之后又持續(xù)了數(shù)年時間,直到……豐田、本田、日產(chǎn)等日本車企,在猶豫十年后,終于轉(zhuǎn)向純電路線。
▲ 2020年日本國際氫能及燃料電池展覽會
這意味著氫能路線失敗了嗎?其實,失敗的只是日本,卻非氫能技術本身。更何況這一場失敗,其實早在Mirai現(xiàn)世,甚至是日本政府發(fā)布氫能戰(zhàn)略之前,其實就已經(jīng)注定了。
01
日本的選擇
日本企業(yè)探索氫能源的步伐,非常之早。早在上世紀的1981年,尚處于經(jīng)濟高速發(fā)展全盛期的日本企業(yè),就已經(jīng)開始著手探索下一代車用動力源。而氫能,則是豐田株式會社等“龍頭企業(yè)”,在經(jīng)過多年前沿探索后,最終選定突破的方向。
▲ 1985年9月,在紐約廣場飯店簽署協(xié)議的五國財長
在經(jīng)歷廣場協(xié)定那失落的二十年后,2008年,日本終于由官方主導,推出了氫燃料電池汽車計劃。這也意味著,自這一時間節(jié)點后,氫能一改此前的企業(yè)項目,成為了官方認證的國家發(fā)展戰(zhàn)略。自此以后,日本企業(yè)在該領域的研發(fā)被大大提速,而各類項目和技術攻關,也多以工程運用、商業(yè)運用的視角和標準。
2013年,日本國會通過了所謂的《日本再復興戰(zhàn)略》。根據(jù)該法案,氫能被日本官方賦予了未來能源發(fā)展方向這一國家地位,并成為了當時的日本國策。
在之后的一年多內(nèi),日本國會又先后通過了《能源基本計劃》和《發(fā)展路線圖》兩個補充案,基本劃定了三個時間節(jié)點的基本發(fā)展規(guī)劃:
1.自《戰(zhàn)略》發(fā)布起,在日本境內(nèi)乃至世界范圍內(nèi),推廣氫能源汽車;
2.至2030年底前,實現(xiàn)商用車的氫能化,初步完成日本國內(nèi)加氫站體系的建設;
3.以及2050年底之前,完成加氫站的全日本覆蓋,并且在日本全境普及氫能源汽車。
簡而言之,這是一個國人非常熟悉的“三步走”戰(zhàn)略。而實現(xiàn)上述路線規(guī)劃的基本手段,更是國人聞之莞爾的招數(shù)——政府補貼。
首先是補貼消費者。
鑒于日本國內(nèi)加氫站還屬鳳毛麟角,儲氫技術也還很不完善,所以國民購買氫能汽車勢必花費比油車更高的成本。所以該項支出,以“補貼民眾額外支出”為名義,規(guī)定每一位愿意掏錢買氫動力車的日本籍車主,都能夠從日本政府那邊領到一筆額外的津貼。
▲ 豐田基于考斯特車型生產(chǎn)的氫能小巴
這筆錢以2013年的匯率,大約是略少于10萬人民幣規(guī)模,力度明顯大于中國政府對電動汽車的補貼,堪稱是大手筆。
其次,則是補貼給企業(yè)——車企每一臺生產(chǎn)出來投放市場的氫能源汽車,日本政府也會有額外款項補貼。此舉的目的也很明了,就是為了進一步壓低車價。
乘上述東風,豐田在2014年末,拿出了其積攢近30年的看家功夫,以氫燃料電池為動力的新能源汽車Mirai。
Mirai誕生之初,可謂名動一時。不但日本國內(nèi)媒體將之視為明日之星,日本汽車工業(yè)未來的希望,許多海外媒體也跟著大驚小怪了一番。這正如本文開篇回顧的那番景象。
▲ 英國街頭的Mirai,隸屬于當?shù)氐木G番茄租車公司
當然,氫能汽車,而非現(xiàn)在大行其道的純電汽車,在日本居然能有如此地位,甚至是在趨勢已經(jīng)逐漸清晰的2013年,仍被日本政府列為基本國策.這看似荒誕的畫面,順著日本人的思路其實是可以理解的。
因為其核心參照標準,是日本列島資源貧瘠的殘酷現(xiàn)實。
從境內(nèi)資源分布角度而言,國土以及經(jīng)濟水域區(qū)不算小的日本,也許是這個世界上最為“悲劇”的國家,而且沒有“之一”。
日本的國土不但狹長,而且分布在環(huán)太平洋的破碎火山帶上,時刻遭到嚴重自然災害的威脅和侵擾不說,島內(nèi)土地也缺乏礦產(chǎn)與能源等基本資源。
根據(jù)日本原子力文化財團2021年9月發(fā)布的數(shù)據(jù),日本當年對外資源的依賴度達到了史無前例的88%規(guī)模。而若是其中去掉日本政府計劃逐步淘汰的原子能,則對外依賴度將達到92%。
這其中,尤以能源方面的依賴,最使日本舉國上下感到不安。因為日本九成以上的煤炭,幾乎全部的石油、天然氣,都要依賴進口。
▲ 上世紀80年代兩伊戰(zhàn)爭高潮階段,伊朗和伊拉克為了擴大戰(zhàn)爭影響,都曾肆無忌憚攻擊波斯灣上的油輪,手段包括布雷與導彈襲擊。日本曾經(jīng)深受其害
由于自給比例可以忽略,所以日本的經(jīng)濟,歷來最容易受外部危機的干擾。二戰(zhàn)以后,無論是歷次中東的石油危機、兩伊戰(zhàn)爭期間伊朗和伊拉克的油輪襲擊戰(zhàn),還是最新因俄烏戰(zhàn)爭引起的能源價格異常波動,每一次都令日本深受其害。
在上述背景之下,縱使世界新能源汽車發(fā)展趨勢,已經(jīng)明確指向了純電路線,但日本企業(yè)乃至日本政府,仍舊試圖扭轉(zhuǎn)這一趨勢。因為縱使日本是鋰電池技術的先驅(qū),松下的18650規(guī)格鋰電池當年也被特斯拉拿來奠定了純電新能源汽車電池包的基本結構標準,但生產(chǎn)這類電池所需的全部原材料,日本都是需要通過進口來獲得的。
而用來驅(qū)動汽車,和用來配備筆記本電腦,這個資源需求量,是相差著好幾個數(shù)量級的。
而要從全球供應鏈來設法獲取,日本實際是已經(jīng)不趕趟了——早在2010年以前,中、韓等國的眾多企業(yè),就已經(jīng)在全球四處收購鋰礦、鈷礦。日本一直拖到2013年以后才大舉殺入,恐怕只能撿些別人剩下的殘根冷炙。
▲ 南美的鹽湖鋰礦
與之相比,氫能路線盡管存在非常嚴峻而且代價高昂的配套體系建設問題,然而在資源依賴性上,卻遠不如純電那么嚴重。
更何況,早在上世紀80年代初,日本企業(yè)就已經(jīng)投入到氫能相關商業(yè)運用技術的研發(fā),三十余年來攻克了無數(shù)的技術難題,并且已經(jīng)積攢下了大量專利技術。
若是能引導全球各國,在新能源汽車方面統(tǒng)一步調(diào)倒向氫能,對于日本而言就是一個擺在眼前的引領全球的機會,以及隨之滾滾而來的行業(yè)紅利。好吧,無論以前和現(xiàn)在,這種期望明顯并不現(xiàn)實。然而正如網(wǎng)上大家常說的——萬一呢?
然而,這事畢竟不是由日本自己來決定的。
02
氫能路線的敗局
必須要強調(diào)的是,日本新能源路線的慘淡收場,早在《日本再復興戰(zhàn)略》正式公布的2年多以前,就已經(jīng)注定了。
2011年3月11日,本州島宮城縣仙臺市以東約130km的太平洋深處,發(fā)生了一場烈度達到里氏9級的超強海底地震。
巨大的震波在撕裂海底地殼的同時,也席卷起了巨大的海嘯。向西橫掃而來的那股海嘯,推平了本州島東北部的巖手、宮城以及福島等縣的沿海地區(qū),并一路深入內(nèi)陸,破壞了沿岸十余公里的區(qū)域。
地震和海嘯的雙重災害,在當時造成了本州列島東部沿海地區(qū)近乎毀滅性的設施與財產(chǎn)損失,以及超過18000名死亡和失蹤人員。
這便是所謂的“東日本大地震”或者“3·11大地震”。而這場地震,也被許多人視為日本國運一去不回的歷史性轉(zhuǎn)折點。
東日本大地震的真正可怕之處,并非地震和海嘯雙重破壞造成的直接財產(chǎn)損失,而是隨之而來的福島核電站泄漏事故。
由于地震破壞了福島第一原子力發(fā)電所的機組冷卻車間,使得核電機組面臨失控的危險。
之后,搶險行動又因為東京電力公司上層資本集團的貪婪、日本特色的官僚系統(tǒng),外加呆板低效的中下層執(zhí)行力等諸多因素干擾,一再拖延。
最終,一場本可以控制的事故,演變成了國際原子能機構定義下的7級重特大(最高等級)核事故,與1986年的切爾諾貝利事件齊名。
筆者無意在此介紹該事故的前因和經(jīng)過,所以各位只需要記住其與本文相關的部分即可——在福島核電站災難性的事故之后,日本的氫能路線,實際上已經(jīng)無法在成本上實現(xiàn)自洽。
因為在原本的規(guī)劃設想中,整個體系中至關重要的一環(huán),電解制氫環(huán)節(jié),原本設想是由核電站的供電來進行的。
眾所周知,除去作為石油化工副產(chǎn)品那有限的部分,氫氣最常規(guī)也是最廉價的制取手段,莫過于電解。但這就意味著,氫氣的規(guī)?;迫∨c電解鋁類似,需要大量電能持續(xù)投入。
福島泄漏事故的最直接后果之一,便是在全日本乃至全世界,掀起了一陣核電恐慌。投資建設新的核電站,專門給制氫工廠供電的想法,已經(jīng)行不通。
甚至在福島事故以后,日本政府還緊急啟動了關閉境內(nèi)其他53座核電站的計劃。
而關停核電站的同時,也需要增加新的發(fā)電設施,以補足日本的電力缺口。因為在福島事故以前,包括福島核電站在內(nèi),日本全境擁有54座核電站。這些原子能發(fā)電設施,為日本提供全國總電力需求量的四分之一強。
▲ 位于日本九州佐賀縣玄海町的玄海核電站,同樣被關停
換而言之,氫能戰(zhàn)略的規(guī)劃者們,最初設想的最低成本制取氫氣的渠道,沒了。2012年5月6日,當日本列島上最后一座核電站關停之際,浩大的氫能戰(zhàn)略雖然尚未正式宣告誕生,實際已經(jīng)提前宣告了失敗的必然結局。
在這之后,隨著減排放潮流的興起,日本同樣還背負上了使用可再生能源替代各種化學能發(fā)電設施的擔子。這使得新增各類熱電廠滿足制氫需要,也幾乎成了不可能。
盡管在這之后,又有日本企業(yè)提出了建設光伏電站,直接用太陽能制氫的方案。然而光伏電站有限的裝機容量,以及日本在光伏電池上已經(jīng)高度依賴中國出產(chǎn)的高性能廉價面板。這就使得氫能路線最根本的訴求——不受制于人,也在事實上宣告破產(chǎn)。
日本擁有全世界最精明的政治家與企業(yè)主,但遺憾的是,這些人的“精明”實際只著眼于小處和細節(jié)。這正如這里,筆者所闡明的這一切,日本的有識之士其實在很久以前,應該就已心知肚明。
然而安倍晉三執(zhí)掌的日本政府,仍舊強行推動了這一戰(zhàn)略。
即便其從正式成為國家戰(zhàn)略伊始,就已注定是無本之木,在經(jīng)濟上就已經(jīng)是失敗的。然而,隨著上一年所謂“安倍經(jīng)濟學”的啟動,這場靠著寅吃卯糧來空耗續(xù)命,以拖待變謀求戰(zhàn)略契機出現(xiàn)的游戲,卻也需要一些看似花里胡哨的高大上玩意兒,來為之裝點舞臺,一邊向著國民、向著世人,裝出一副在努力進取的樣子。
畢竟,氫能戰(zhàn)略等一系列新規(guī)劃、新技術的大規(guī)模運用計劃,也是被列入到了這場裱糊行動的“第三支箭”之內(nèi)的(參見筆者發(fā)表在公眾號:汽車公社上的《“安倍經(jīng)濟學”以后,日本汽車再無MIRAI》一文)。
然而,裱糊終究只是裱糊而已。
直到安倍晉三下臺政熄,乃至于其本人不久前遭到反邪教義士天誅,他與他的同黨一直殷切期盼的“外部變局”,卻遲遲未能到來。
謀求以拖待變的“安倍經(jīng)濟學”,最終走向了沒落。而被用來裝點“安倍經(jīng)濟學”的門面,或者說在“變”到來之前,先姑且搞下去的氫能,也最終走到了盡頭。
2021年,隨著延期的東京奧運會,最終未能取得原先預想的效果——無論是提振日本經(jīng)濟,還是對外宣傳氫能技術。最終,這場本就無意義的游戲,到底還是玩不下去了
“這里有一種原動力。這種原動力強大、靈敏、快捷、方便,它具有各種各樣的用途,滿足我們在船上的一切需求。它提供一切。它給我光,給我熱,它是我船上所有機械的靈魂?!?/p>
一個半世紀前,法國著名科幻小說家儒勒·凡爾納在那傳世的《海底兩萬里》中,經(jīng)由超級潛艇“鸚鵡螺”號的尼莫船長之口,對那個以電為能源的時代給予了最美好的遐想。
▲ 電氣時代黎明前,科幻小說家對這個時代的美好遐想
小說中的“鸚鵡螺”號,完全由電力驅(qū)動。凡爾納這樣解釋其動力來源:從海水提取鈉,將之與汞混合,組成一種用來替代本森蓄電池單元中鋅元素的合金,然后直接從蓄電池獲得電力。
在現(xiàn)實中,這當然是不可能實現(xiàn)的。即便當時的凡爾納也明白,對于所有以電為能源的機械來說,若非直連發(fā)電裝置,那就需要一個電池來提供持續(xù)電力。
這是因為,電有別于此前乃至于以后的一切化學能源形式,其實質(zhì)是持續(xù)以光速運動著的電子的離子形態(tài)。
想要將這種能量儲存起來,通常只能用物理或者化學的方式,將其進行轉(zhuǎn)化。這正如超級電容以及化學電池,在電能存儲時發(fā)揮的效能。
相比之下,通過電解制氫的方式,將電能事實上轉(zhuǎn)化成了另一種化學能形式,也稱得上是獨辟蹊徑。
盡管氫作為世界上最輕的一種元素,氫氣存在著極高逸散率,以及分子態(tài)下仍可觀測到量子隧穿效應,顯示我們距離完全掌握這種元素的特性并有效運用和控制,仍存在相當?shù)木嚯x。
但氫氣比之電能,畢竟是看得見而且摸得著的。而以現(xiàn)有的技術,我們也確實可以較方便地,將其加壓后以極高能量密度形態(tài)運輸和轉(zhuǎn)運。
氫能技術路線在日本的失敗,其本質(zhì)只是日本企業(yè)的商業(yè)失敗,也是日本國運衰落的體現(xiàn),卻并非氫能技術本身的失敗。這也是為什么中國工信部,將該技術路線納入了新能源商用車方案的原因之一。
國人往往戲謔日本,稱其“總是點錯科技樹”。然而究其根本,日本之所以“點錯”,歸根結底是那些體量巨大的玩家,絕不愿意跟隨其步調(diào)起舞,為其火中取栗。
本世紀初顯示面板產(chǎn)業(yè)那場液晶與等離子顯示技術的較量如是,今日氫能與純電的路線之爭亦然。
然而希望畢竟還是有的,而且就在海的西面。然而,日本會主動抓住這難得的翻身機會,重新去把氫能這條路走通么?
筆者認為其關鍵在于,日本身為一個東亞國家,是否能夠重新去學會如何融入東亞體系。