如何才能超越北京奥运会的开幕式?这是经历过2008年那个难忘夏季后,世人都怀抱着的一股子略带怀疑的期待。
然而无论2012年以紧凑和精巧著称的伦敦奥运会,还是2016年一团乱开头但最终顺利举行的里约奥运会,都未能实现超越。
毕竟,2016年里约奥运会闭幕式上那惊艳的“东京八分钟”,与日本政府那句“迄今为止最绿色的奥运”承诺一同,曾令世人满怀期待。
2016年里约奥运会闭幕式上,在“东京八分钟”节目中化身马里奥登场的日本前首相安倍晋三。将东京奥运会举办成一场“迄今为止最绿色的奥运”,是安倍时代做出的承诺
然而,随着2020年新冠的全球大流行,以及之后各国疫情周而复始的高峰,那种期待似乎已显得过于奢侈。
当7月19日,“人头气球”在东京上空飘扬的那一刻,被推迟一年的东京奥运会,注定会用另一种方式永载史册!
还是克苏鲁范儿十足的开幕式演出,如果说仅仅是让世人记住自己,那么东京奥组委能够说是用和北京奥组委截然相反的方式方法,做到了!
好了,见识过如此多“阴间”景象之后,没有人敢否认这场奥运令人“难忘”的事实。
那么关于“最绿色奥运会”的承诺,除了那堆由电子废弃物回收制作的奖牌,还有点什么花样?
日本政府和日本企业拿出了苦心积攒多年的氢能源技术,造了一个样板化的氢能奥运社区。
早在2015年7月,已从国际奥委会接过2020年奥运会举办权的日本政府,就慢慢的开始计划,借助东京奥运会的舞台,向全世界展示其独特的氢能源技术。
那么,要怎么样才可以实现这一构想呢?很简单——专门为东京奥运会,建设一个完全依靠氢能来运转的奥运村。
位于晴海人工岛上的东京奥运村,是全球首个基本采用氢能的社区,包括氢动力的公交/摆渡车,以及对外联络用的氢能小型乘用车
根据原本的计划,这座距离东京银座区仅2公里的氢能社区,将可在奥运期间容纳多达1.7万名各国运动员和教练员。
为了实现这一创举,日本政府精心编列大笔预算,从零开始建设氢能奥运村的基础设施。专门建立多座氢供应站,并铺设专门管道,确保把氢气输送至奥运村住宿区、餐饮区和运动设施区。
而在奥运村内,的所有建筑设施内部,都会设有专门的室用于转化被输送来的氢气,为整座建筑物提供电力与热水。
赛事期间,往返奥运村、各分场馆,以及往返东京市内奥运主场馆的专用公交车,也同样以氢为燃料。为了支持这些氢动力车辆,东京奥组委也专门编列预算,为其建造了加氢站。
位于晴海人工岛上的加氢站。正在补能的分别是丰田专门为奥运打造的氢能源巴士燃料电池巴士SORA,以及量产小型氢能源乘用车Mirai
总而言之,利用这次难得的奥运机会,依托日本掌握的,领先于世界的制氢、存氢以及氢运输技术。向全世界展示一个以氢为能源的未来世界样板——这就是日本政府赋予这次奥运会的最大意义。
自上世纪80年代以来,日本国内各企业在氢的能源化领域,已积累近40年之功,掌握了大量独到技术,手握上万项专利。
目前,其氢能利用体系,已完成了从制取、运储,到最终消费整个环节。可以说,在某一些程度上,已经掌握了以氢来替代传统化石能源的全技术链。
传统制氢工艺,是利用石油、煤炭以及天然气等化石能源来制氢,或是在其他工业生产里,设法收集作为副产品生成的氢。
通过此类方式获得的氢,如果用来进行工业生产,那么基本已经够用。但若想将这些氢投入能源领域,则供应量远远不能够满足需求。
因此,日本的氢资源供应战略采取内外双重措施并举的态度,即将建立基于海外氢气供给与国内利用可再次生产的能源制氢,作为两个重点来共同推进。
2019年10月,全球最大的制氢气工厂——日本福岛氢能源研究站完成建设进入运行阶段。该制氢工厂通过就近设置的20兆瓦光伏电池阵列发电,采用电解法制取氢气。
研究站设计生产能力每小时1200标准立方米氢气,生产的全部过程中,二氧化碳净排放为零。
作为极端易燃,同时也是地球上最轻的元素,氢无论气态还是液态,其转运和储存过程都充满了风险。
除常规的高压储运外,氢气能源载体的开发,是日本政府鼓励和支持的重点,并将重点集中到了液化氢安全运输、液体有机物储运氢,以及氨储运氢等三大主要方向。
目前,日本在氢能无害化运输、存储领域已经取得了重大突破。2019年3月,日本JXTG能源公司、千代田化工建设公司及东京大学与澳大利亚昆士兰科技大学合作,在全球首次成功验证了先在澳大利亚低成本制造有机氢化物后,远距离运输到日本后再提取氢的技术。
一般而言,将传统内燃机修改为氢燃料,是一种消费氢能最为简洁且便利的路径。然而,氢直接燃烧虽然不可能会产生温室气体,但仍会生成大量氮氧化物。
氢燃料电池/氢内燃机动力车辆,均可采用类似这种“油枪加注”方式来进行氢气补充,但“油枪”的接口远较燃油油枪来的复杂
所以,日本企业当前最主要的能源转化手段,是利用氢燃料电池将氢气和氧气进行作用生成电能,以便更高效利用。这也是目前东京奥运会社区内,住宅和车辆能源供应的主要方式。
在新能源汽车领域,坚持采用氢能,走氢燃料电池路线,而非和中、美以及欧盟等主要经济体那样,选择以纯电为主,似乎成为了日本“善于”点错科技树方面,最新的“力证”。
有关日本“点错科技树”这哏,目前已成为中国网络社区内对日本的主要刻板印象之一。当然,日本人也确实搞出了不少,如同此图这般脑洞大开,但又毫无意义的创造
实际上,日本在汽车能源方面选择氢能,甚至将氢视为化石燃料耗竭后的替代方案,自有其合理性,绝非许多人简单联想的那样,是某种拍脑袋下走出的战略性“弯路”。究其实质,这是日本政府以及企业在最大限度地考虑自身条件,并做必要取舍后,被迫做出的折中选择。
日本的纯电动汽车起步时间晚于美国,相比中国也没占多少优势。几十年来,在各领域内的投入和积累都有所不足。
新一代永磁电机的必备组件,稀土永磁体。由于制造时需要添加钐、钕等稀土元素,而这又是日本所无法有效控制的资源,所以最终被战略性放弃
此外,使用稀土永磁体的新一代永磁电机,凭借稀土永磁体的高磁能积和高矫顽力(特别是高内禀矫顽力),使其同时兼具体积小、重量轻、效率高等诸多优点,现在已成为了新一代电动汽车的核心部件。然而,稀土永磁体在生产时,却一定要使用到稀土矿物。而这些矿物,非但日本本土所不能产出,且目前世界的主要产能均被中国所掌握。
在日本看来,若选择纯电汽车路线,则日本势必需要受制于人,特别是中国人。而这,是其所不能接受的。
日本算不上一个温暖的国家,低温性能差的动力用锂电池,并不很适合日本的环境
日本列岛的纬度较高,虽有洋流“加持”,但年平均气温仍相比来说较低,相当一部分国土全年冬季时间比较久。而作为纯电汽车主要动力源的锂离子电池,其低温特性一直是一个被广为诟病的短板。
如果说上述资源供应属于“地利”、地利环境可谓“天时”,那么第三个问题,则出在“人和”上。
成型于第二次世界大战后国际秩序的日本国,虽然自上世纪70年代后起,一跃崛起成为了全球主要的经济大国之一,但雅尔塔体系这一战后的世界秩序架构,限制了日本在军事和政治上的崛起,更迫使其成为美国事实上的附庸。
无论是在国际政治上、还是在技术规范领域,一个附庸又怎会是拥有主导权呢?所以,无论美、欧,都不会考虑日本基于其自身特性打造的新能源体系。至于中国,更是几十年来从始至终坚持着走自己的路。
在日本政府的计划中,东京奥运会原本将会是日本向世界推动其氢能源方案的最后舞台,某一些程度上,堪称是一次拿国运来“押宝”的行动。然而“天”却不遂人愿,在突如其来的疫情侵袭之下,奥运会被迫推迟整整一年。
但即便是新冠疫情没有在2020年发生,东京奥运会能否按原计划如期举行,氢能源实际也早就大势已去。
特斯拉上海临港超级工厂,左侧可见其密密麻麻的新车停放区。中国庞大的电动汽车产业,完整的配套产业,是特斯拉在2019年获得救赎的关键
自2010年起,中国的,早已催生出了一个遍布中国各地,全球规模最大、同时也覆盖了全面产业链的纯电汽车产业圈。而随着欧盟的即将在2021年强制施行的碳排放二期标准,正推动纯电汽车,成为一股不可撼动的历史洪流。
残酷的现实是就是,尚未及日本搭建起东京奥运会这个大秀氢实力优越性的舞台,纯电汽车的时代就已然到来了。
所幸,作为全球新能源汽车独一无二的全产业链大国,即使已经选择了纯电路线,中国却并未拒绝氢能。
按照发改委对中国汽车产业做出的规划,包括氢能在内的其他能源方案,会被作为独立于家用小型乘用车以外,各类商用新能源汽车的备选方案之一。 虽说是商用车辆的备选方案,但以中国巨大的体量,这仍是一个需求量数以千万计的广阔市场,足以将日本苦心打造的氢能体系,从绝望中拉回人间。
2020年11月2日,国务院办公厅印发的《新能源汽车产业高质量发展规划(2021-2035年)》,精确指出我国将力争经过15年的发展,实现燃料电池汽车商业化应用。而由中国汽车工程学会牵头修订编制的《节能与新能源汽车技术路线年使燃料电池汽车保有量达到10万辆、2035年燃料电池汽车保有量力争达到100万辆左右的发展目标。
氢能被发改委视为新能源汽车体系的重要补充,但我国目前还缺少其中一些关键技术
但想要支持如此规模的燃料电池汽车,加氢站的数量到2030年至少要达到4000座以上。而截至2021年3月末,我国加氢站共建成131座,除108座在运营外,还有65座正在建设,122座在规划建设中。如果按照2030年达到4000座的数量计算,那么未来的10年时间内,中国每年平均还需要建设387座。
数量暂且搁置,但就技术而言,中国的示范性加氢站和燃料电池客车车载供氢系统尚处于35MPa压力的技术水平,核心设备主要依赖进口……
尽管最“阴间”的奥运会注定无法使世界倒向日本的氢能战略,但一条“未曾设想的道”路,其实已经在日本的面前铺开。
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