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日本押注氢能大爆发:专利世界第一,中国和欧美为啥还主动入局? ...

2021-10-4 21:12   浏览量: 8018   评论: 0 稿件来源: 硬核熊猫说  


日本押注氢能大爆发:专利世界第一,中国和欧美为啥还主动入局?

日本的孤注一掷押注氢能,并且在奥运村打造氢能社会示范区,野心勃勃地想借助奥运会,推广氢能。

在日本的规划里,2021年东京奥运会是一场氢能秀,2025年的大阪世界博览会,将是日本氢能的成果检验大会,到2030年实现氢能商业化,并在未来成为世界氢能的领导者。

当然大部人都是抱着轻蔑的态度。

日本押注氢能大爆发:专利世界第一,中国和欧美为啥还主动入局?

有的说:日本氢能就是一个骗局,是用来骗投资的。

也有的说日本早就放弃氢能,日本奥运会根本不可能推广氢能。

还有的说中国和美国根本不想参与日本的氢能设想,那么日本就注定无法成功。

那么氢能发展到现在,到底怎么样了?

可能会出乎大家意料之外,今天我们来说说这个事情

出乎意料的氢能

事实上,日本押注的氢能并没有很多人唱衰的那样,中美都不参与,而是恰恰相反,不仅中美正在积极参与,连其他国家也在积极布局。

为什么这么说呢?我们先来看看中美各国是如何布局氢能的就知道了。

先说下中国:2019年,中国将氢能写入政府报告,随后出台了一系列的关于氢能的报告和规划,将氢能列为国家能源战略之一。

记住是能源战略之一,不是取代电能,而是共同发展。

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氢能产业规划报告之一

这一年,不止中国,连韩国、美国、欧盟等国的氢能战略也都更加激进了。

2019年1月份,韩国政府发布了《氢能经济发展路线图》,其中重点布局以氢燃料电池和氢燃料电池汽车为核心的氢能,目标将韩国打造成世界最高水平的氢能经济领先国家。

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2019年11月,美国氢能企业联盟发布了《美国氢能经济路线图》,呼吁美国应该加大氢能投入,保持美国在氢能的统治地位,次年这个路线图就得到了美国的大力支持。

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美国能源部发布了长达30年的氢能规划《氢能项目计划2020》,将氢能定义为推动美国能源变革中的一环。

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同样是在2019年的12月,欧盟委员会提出了《欧洲绿色协定》,将氢能列入欧洲未来能源计划中的一环,2020年7月,欧盟就发布了《欧洲氢能战略》,氢能发展规划了长达30年的“三步走”具体战略,预计 氢能投资将达到4500亿欧元。

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到今年的6月,欧盟再度推出,《氢能法案》,在法律层面为氢能开辟道路,欧盟对氢能势在必得。

如果说以上几个国家还各怀鬼胎,那么以下几个国家,你绝对想不到。

以石油资源为主要出口国的俄罗斯和沙特也都在布局氢能,俄罗斯发布《2024年前氢能发展行动计划》,将氢能发展列为未来发展目标以及外汇新支点。

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来自:央广网

沙特阿拉伯更是雄心勃勃,计划要成为世界最大的氢燃料供应国。

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资料来源于:北极星网

如果扩大到全球,你会发现竞争更加激烈:世界GDP排名前20的国家里面,不是在发展氢能,就是在制定氢能战略的路上,其他还没有研发的国家,只有一个原因:不具备实力。

也就是说,一场涉及世界主流国家,并且旷日持久的氢能大战正式拉开序幕了。

当然有些人会有困惑:网上不是说,日本都已经放弃氢燃料汽车了吗,怎么现在的说法就不一样了呢?

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我特意去查过这个观点的出处,其实来自于本田的一则说明:以后将停止生产氢燃料电池。

注意是本田暂停生产氢燃料电池,不是日本。

这是有本质区别的,这一两家企业根本代表不了整个国家,就像金立停产,难不成就可以说中国手机不行了?

当然不是,个别玩家进场和退场非常正常。

而且就本田自己而言,停止生产并不代表他就放弃了氢能汽车,实际是它还在和德国一起研发氢能,这是本田节省成本的一种。

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资料来源于:电车汇

实际上,对于日本而言,好不容易支撑到世界大部分国家都布局氢能了,怎么可能还会傻乎乎地自己放弃,这于情都不符?

那么问题来了,氢能到底有什么优势,为啥其他国家还这么看好氢能?

不是说中美不和日本玩了吗?为什么现在突然要和日本竞争了呢?

日本氢能专利那么多,中国和其他国家再发展氢能还来得及吗?

今天我们就把这些事情,一次性讲清楚。

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丰田氢能车

大国为啥布局氢能?

我们先看下第一个问题,为啥各国都看好氢能?

主要有一个前提和三个因素。

前提非常简单,就是中国有意推动传统能源向无污染能源转变。

欧盟为什么最积极推动无碳社会?这里面的博弈故事非常精彩,欧盟一箭双雕,想要赢中国和美国,中国将计就计,将大漂亮推入火坑。

总得来说,中国率先承诺将在2030年达到碳达峰,在2060年达到碳中和,无疑加速了整个世界的脱碳化,那么就意味着世界各国必须在脱碳这个大计划里开始往前狂奔,这就给氢能大发展拓宽了前进的道路。

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没有这个前提,就没有接下来氢能大发展的契机。

那么脱碳发展为啥就是氢能呢?其实并不是说一定,每一种能源都有它的优点和缺点,氢能也不可取代的优势。

那么氢能有哪些优?

这就要说到三个因素了

第一个是:氢能资源更加丰富,而且不受地理环境影响,与其他清洁能源相比较,氢能虽然在技术上难度更高,但是在效率和稳定性都比较。

我们用新能源最具前景的光伏来对,大家可能会清楚很多。

首先,光伏的选址非常苛刻。

它不仅受区域影响,还受到季节、天气甚至是 日出日落等因素的影响,这些外部影响还不够,光伏本身还特别占地方。

通常我们看到的都是一整排过去,非常壮观。就好像下图:

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这种地方有多大呢?

印度有一个超大型的光伏发电站,叫做巴德拉太阳能公园,它的面积有5665万平方米,是故宫的78倍之多。

其实不止是印度,世界前十的光伏发电站,最小都有1400万平方米,这么严格的地理条件,这么大的占地面积,有些国土面积小的工业国家,压根就没有合适的地方来发展光伏,至于水电、风能等能源也是一样的道理。

所以日韩等国家不选择电能,而是选择氢能就可以理解了。至于其他大国选择氢能的主要原因是因为它稳定,上限更高。

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巴德拉太阳能公园

其实这也很好理解,还是以光伏为例,一般我国的光伏设备都是在中西部、甚至是更远偏远西北部地区。

因为这里的的光源更强,日照时间更长。但问题是这里距离东部非常遥远,即使用特高压运输,也会造成电能损耗的情况。而且在光伏发电中,白天比晚上、晴天比雨天、夏季比冬季吸收的能量都要更强一点,也就是说它不仅远,而且是间歇性的,非常不稳定。

不稳定+距离远就意味着浪费。这道理也很简单,你送电过程总会有发热损耗吧?你一会发电,一会不发电,总会让人不好受的是吧?

工厂开得好好的,突然停电,或者自己正在做饭时突然停电,你不骂人才怪。

后来有了特高压,储能设备,才稳定了一点,但是浪费的现象还是有,而且越是偏远的地方,浪费越严重。

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比如中国西藏,每年的弃光率达到25%,也就是说,你每生产1万度电,同时浪费了2500度。这谁受得了?

类似的事情,还发生在水电、风能等清洁能源身上。

除此之外,清洁能源其实也并不是完全清洁,它还会破坏原有生态环境;应用电能的锂电池也并不是完全没有排碳。

总结一句话就是:清洁能源很好,但是受到地理影响,它的上限很有限,在能源转型中,注定无法完全取代化石燃料的。

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新能源的制约

我们还是以中国为例,中国的电网,清洁能源发展的程度是最好的吧,但是中国清洁能源的占比依然却非常低。

2020年,中国光伏、风能、水电、加上核电,整个清洁能源占比也仅为中国能源产量的18%,还有76.5%的能源仍以化石为主,

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2020年中国能源产量结构,

如果按照这个速度发展下去,即使到了2030年,中国化石燃料的占比还是有68%,还达不到碳中和的要求。

这就给了氢能源的发展机会。

氢能为何让人重燃信心

相比之下,氢能是二次能源,自然界储量多,不受地理限制,终端差不多是0碳排放,用途多种多样,它和核聚变被称为“两大终极能源”。

相比清洁能源而言,它的技术门槛比较高,但是他的上限也比较高啊,这就给了它发展空间,甚至是改变能源结构的重要一环。

当然有些人会说了,氢能的技术问题很大,制备、运输、储存、成本都还没有解决,凭啥就能成为能源主流之一。

这种认知其实需要改变一下,技术是可以进步的,在十年乃至五年前,如果有人说电动车将取代燃油车,你一定骂他是骗子。

但是现在也实现了,氢能同样如此,现在的大问题,到以后不一定是问题。

其实你还别说,有问题有时候反而是好的,就是因为问题没解决,才有了群雄逐鹿的场景。你要是问题都解决了,其他国家还不跟着玩了。

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技术没解决就意味着,大家都可以抢占技术先发优势。而且这些技术,并不是和可控核聚变那样困难,它解决起来,比我们想象的要简单很多。

我们举个例子,电解水制氢是氢气制备的方法之一,这个方法是将水在经过催化剂和电的作用下,分离出氢气,它不产生任何有害物质,一度被认为是最清洁的制备方法。

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所以有一段时间,很多厂家都在忽悠人去投资制氢场。

严格意义上说,它并不环保,虽然制氢过程没有污染,但它用的电能可能是火电站生产的电,所以就造成一个魔幻的情形:用有污染的化石燃料发出来的电来生产氢气,再用氢气去发电,这不就是脱裤子放尾气,多此一举吗?

按道理来说这种方法不应该被推广,其实只要将化石燃料的电换成新能源电,污染问题就解决了。

比如上面说的弃光严重的西藏,可不可以呢?

当然可以,中国工程院院士衣宝廉就提出,在大西北制氢,然后通过管道将氢气运输到全国各地的设想。

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制氢基地

当然以上制氢方法也不一定说就是最好的,只是给大家举个例子,说明技术在进步,只要市场规模起来了,制氢的技术就不会是问题。

然后我们回头看下,为什么大部分国家都在2019年布局氢能,而不是更早或者更晚,其实就是第二个因素:时机到了。

氢能迎来最好的契机。

氢能的技术已经慢慢成熟,而且到了只差临门一脚的关键时刻。此刻再不下手,以后就没机会了。

道理其实再简单不过,适当的技术难度,反而会激发各国争夺技术专利的欲望,谁先解决技术问题,谁就占得先机;谁先占得先机,谁就能抢占未来产业链的制高点。

大家都想用自己的脚去踢开氢能的大门,这就想叫抢占先发优势。

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你说面对这样的时机,哪个国家会白白放过氢能?

所有的国家都要参与一下,能抢下一块肉是一快,如果抢不下,再做其他的打算,

现在大家理解为什么各国要布局氢能,而且都集中在2019年左右了吧?

除了氢能本身的优势外,各个国家布局氢能还有第三个因素:有利可图,也就是符合一部分人的利益。

氢能背后的利益链博弈

人不为己天诛地灭,这句话很粗鄙但是也很哲学,任何事都离不开利益链,在氢能上也是如此,它能符合大部分国家的现有利益。

以前为什么美国会退出巴黎协议,因为它自己有页岩油,还将美元与石油捆绑,它是石油利益链的最大受益者,所以一开始参与脱碳计划,美国国内的石油资本肯定不同意,以懂王为代表的石油集团的利益不想参与这个计划,根本不奇怪。

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后来又为什么积极参加呢?因为中国、欧盟、日本、韩国都在搞清洁能源,它再不搞就失去竞争力了,没辙了只能跟着参加。

那俄罗斯和沙特都是石油出口国,为什么也要响应清洁能源呢?

当然也是利益链在作祟,它们不做,短时间内或许可以支撑,但是等到大家都摆脱石油体系,它们就要被孤立了。与其坐以待毙,不如放手一搏。

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而选择氢能,其实对他们来说也是非常有好处的。为啥这么说呢?

我们上面说了,可以通过化石燃料发电,来使用电解法电制氢对吧,俄罗斯和沙特都有石油,它可以为制氢提供便利,我虽然不能卖石油了,但是我将石油开采出来变成氢气,它不就可以了吗?这样化石燃料不就是变相出口了吗?

有些人会说了,这不是挂羊头卖狗肉吗?

你还真说对了,你问问现在的新能源哪个不是如此的骚操作?氢能无害吗?电池无害吗?都有害,为啥大家不说?就是背后利益太深了。

既然可以,那么俄罗斯和沙特自然也可以。

除了石油,俄罗斯和沙特的煤和天然气也能派上用场,它们在一定条件下,只要满足以下两个公式就可以将煤和天然气用来制备氢气了。

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制氢的两个公式

所以对于俄罗斯和沙特来说,虽然不能直接收益,但是变相收益总比啥都没有的好。所以你看,各个国家其实都在博弈中,达到一种利益的平衡。

除了国际间的博弈,其实各个国家内部的派系也在博弈,旧工业体系想极力维持利益不变,新能源体系不断发起冲击,两者分裂严重,很难取得平衡。

其实大家只要认真思考一下就能想得通,要是美国石油资本不同意,美国能这么快推动清洁能源计划?

根本不可能,但是如果要发展氢能,那就有可能了。

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原来的油气资源可以加工制成氢气,原来加油站可以转化为加氢站,原来的石油管道,天然气管道,可以改建用来运输氢气,这就相当于就是石油的体系中,把石油换成氢气的就OK了。

你说这些利益是不是就平衡了?还有别以为只有美国国内有,中国也同样如此。

为什么中国发展电能的时候,中国石化,中国石油往往声音最小?因为确实没他们太多事情,不管是发电,还是输电,或者是最后的终端应用,都与他们的关系不大。

所以他们缺乏改革的动力,但是换成发展氢能就不一样了,两石在制氢环节里有着丰富的制氢经验;在运输环节中,有全国密集的管道输送、在加氢站上,全国加油站点都可以派上用场。

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这不就有动力可以搞了吗?

2020年7月,在中国石化举行的氢能发展战略研讨会上,就积极邀请了 8位院士参加,出谋划策,准备在氢能上大干一场。

对于大国而言,最重要的工作就是平衡国际的关系,解决国内的矛盾,发展氢能就可以解决两个问题,何乐而不为?

说白了,都是利益呀。

如果再放大到整个工业体系,氢气也更加符合现有的工业体系。也就是这些因素,导致氢能逐渐成为未来的选择之一。

那么最重要的问题来了,日本的氢能专利那么多,别的国家还有机会吗?

日本氢能真无敌吗?

日本在专利方面确实是有一定优势,专利申请量占到全球总申请量的33%,第二名是中国,然后依次是美国、韩国、德国等等,差距较为明显,而且日本的专利多为价值度较高的发明专利。

日本押注氢能大爆发:专利世界第一,中国和欧美为啥还主动入局?

看似日本已经一枝独秀,其他人已经没有了反超的机会。但其实并不是这样,原因有几个。

第一、氢能的赛道还很长,目前只是刚刚起步而已。

我们以制氢技术作为例子,制氢有四种方法(矿物燃料制氢、电解水制氢、甲烷催化热分解制氢、生物制氢),这些不同的方法,会造成不同程度的污染,然后根据制氢的污染程度,还依次分为“灰氢、蓝氢、绿氢”三种;其中绿氢最为清洁。

路线不同,制备的难会不同,制氢的成本也不同,日本目前氢气来源主要是灰氢以及部分蓝氢,还远没有解决成本和绿氢的问题。

日本押注氢能大爆发:专利世界第一,中国和欧美为啥还主动入局?

2016年,日本和沙特阿拉伯签署“2030年愿景”项目,两者在能源方面确立合作关系,就是以矿物燃料制氢为主。

但即使是这样,氢能的成本,还是远高于化石燃料,不具备推广。

在未来,还有蓝氢以及绿氢的赛道尚未开发,不同赛道等待各国的竞争,这种竞争至少会历时30年,以前大家都不注重氢能,所以日本跑的比较快。

现在大家都开始跑路了,而且体能比日本好,谁率先到达终点还不一定呢。

这也是为什么有些国家将这种战略一直规划到2050年的原因,就是因为氢能的赛道非常漫长。

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除了不同赛道,即便是相同的赛道,日本的先发优势也不是说就可以一直保持下去,在历史上日本不止一次体会到从领先到落后的经历。

比如曾经的液晶面板,日本独领风骚,松下、索尼、东芝、夏普等日企专利技术,比其他国家加起来的还要多,日企在在美国的专利技术占有9成以上的知识产权,处于绝对垄断地位。

但是日本市场实在太小了,成本居高不下,技术迭代跟不上,面对中国和韩国,无力招架,很快就被两者取代。

21世纪后,日本在液晶领域开始衰退,松下等企业推出的液晶屏幕(LCD)以及更高级的显示屏(0LED)幕也是垂死挣扎,彻底失去竞争力。

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类似的事情还有储存芯片、手机、家电、光伏等等,日本总是将一手好牌打得稀烂。

这里不是没有原因的,一个是面对大国的规模化市场,无力竞争,还有一个就是国内人才有限,无法覆盖整个产业链,只能不断退缩。套用在科技上就是:市场太大,日本把握不住,只能先忍一下。

其实还有第三个原因,日本的自私。

我们常说,大国重战略,轻战术;小国短战略,长战术。日本在这方面,往往更注重战术,而不是战略。

日本押注氢能大爆发:专利世界第一,中国和欧美为啥还主动入局?

这么说比较抽象,我们举两个例子吧。

  1. 上面说的液晶面板,为啥日本很快就落后了?

因为大部分专利都被它占了,其他国家还吃啥?所以就想办法绕开专利,发展下一代技术,一家独大,不懂得谦让是需要实力的,显然日本没有这种实力。

  1. 日本总是用专利卡住别人脖子,却不注重长远的发展。

比如稀土,日本曾经在稀土方面对中国布下了密集的专利大网,导致中国稀土企业国际化步履维艰,但是也是这样,反而让中国更加努力突破技术封锁,实现稀土的全产业链腾飞。

这就是人们常说的,日本总是拿好牌,打得稀烂的原因。

日本押注氢能大爆发:专利世界第一,中国和欧美为啥还主动入局?

在这方面,中国、欧美都各有优势,因为大国的技术储备,市场,人才底蕴都可以轻松拿捏,没有后顾之忧。

所以在一个长赛道里,日本一时领先,根本不是什么大事,只要还有竞争的空间,其他国家就可以借助市场优势,拿到属于自己的份额,瓜分之后,日本依旧会处于挣扎的阶段。

最后说一句,其实日本的奥运会计划,从开幕式就差不多可以看出结果了,不过我们也不用过分打击,免得被说自大,至于什么结果,就和氢能一样,让我们拭目以待吧。

好了,我们下期见。

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