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氫能源，被譽為「未來之能」，是一種無碳排放、高效率、可再生的新型燃料，可以用於發電、供暖、交通等多個領域，有利於減少溫室效應和實現碳中和目標。
然而，在全球範圍內，氫能源的發展並不平衡，有些國家如日本，把氫能源作為國家戰略的重要組成部分，大力推動氫能社會的建設；而有些國家如中國和美國，則更傾向於發展鋰電池等其他清潔能源技術。那麼，日本為什麼要押寶氫能源呢？它背後到底藏著什麼陰謀呢？
日本面臨的能源危機
要想揭開日本押寶氫能源背後的陰謀，就必須先了解日本面臨的能源危機。日本是一個地理環境惡劣、礦產資源貧乏、核災影響深遠的國家，這些因素導致了日本對清潔能源的迫切需求。
首先，日本是一個由四個大島和數千個小島組成的弧形島國，位於亞歐大陸東部、太平洋西北部。由於處於環太平洋火山帶上，日本經常遭受地震、海嘯、火山爆發等自然災害的威脅。這些災害不僅造成人員傷亡和財產損失，也給能源供應和基礎設施建設帶來巨大挑戰。
其次，日本是一個礦產資源極度匱乏的國家。除了一些非金屬礦物外，幾乎沒有任何有價值的金屬或化石燃料資源。這意味著日本必須依賴進口來滿足其工業和民生所需的能源需求。
根據統計，2019年，日本進口了約96%的原油、94%的天然氣和92%的煤炭。這樣高度依賴外部供應使得日本面臨著能源安全和價格波動等風險。
再次，日本是一個核災後遺症嚴重的國家。1945年，在第二次世界大戰末期，美國在廣島和長崎投下了兩顆原子彈，造成了數十萬人死亡或受傷，並引發了長期的放射性污染和健康問題。
2011年，在東北大地震和海嘯之後，福島第一核電站發生了嚴重事故，並釋放出大量放射性物質到空氣、土壤和海水中。
這場事故被認為是僅次於1986年車諾比事故的最嚴重核事故之一，並導致了數萬人撤離、數百億美元損失以及無法估量的生態影響。這兩起核災難不僅給日本社會造成了深刻創傷，並引發了公眾對核能安全性和可持續性方面的強烈不信任感與反對情緒。
面對能源危機，日本並沒有束手無策，而是積極尋求新的能源解決方案。其中，最引人注目的就是氫能源。
氫能源是指利用氫作為燃料或儲存介質來產生和傳輸能量的技術。日本把氫能視為未來清潔能源的重要組成部分，並制定了一系列政策和計劃來推動其發展和應用。
氫能源的優劣勢
那麼，為什麼日本要選擇氫能而不是其他能源呢？這主要是因為氫能有以下幾個優點：
- 可再生性：氫是宇宙中最豐富的元素之一，存在於水、生物質、化石燃料等多種物質中。通過電解水、天然氣重整、生物質轉化等方式，可以從這些物質中提取出氫。這些方式都可以利用可再生資源如太陽能、風力、水力等作為電力來源。因此，與化石燃料相比，氫具有更高的可再生性和可持續性。
- 效率：氫具有很高的發熱值，即單位質量的氫在完全燃燒時釋放出的熱量。除核燃料外，氫的發熱值是所有燃料中最高的。也就是說使用相同質量的氫可以產生更多的能量。此外，利用氫燃料電池可以將氫和氧直接轉化為電能和水，這種方式比傳統的燃燒方式更高效，也更適合於行動裝置如汽車、船舶等。
- 環境友好性：氫的燃燒或電化過程不會產生任何有害的排放物，只會產生水和少量的熱量。這與化石燃料的燃燒過程相比，對環境造成的影響要小得多。化石燃料的燃燒會釋放出大量的二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳、顆粒物等污染物，導致全球變暖、酸雨、霧霾等環境問題。
正是這些優點使得氫能成為日本選擇清潔能源的理想候選者。日本希望通過發展和利用氫能來實現其能源自給自足、低碳轉型和經濟增長的目標。
日本的深厚技術積累
日本政府在2014年發布了《戰略性創新創造計劃》，將「實現以水素為主要載體的新型社會」作為其中一個重點項目，並設立了「水素與燃料電池戰略委員會」來制定相關政策和措施。
2017年，日本政府正式發布了《基礎戰略》（Basic Hydrogen Strategy），明確了到2050年實現「以水素為主要載體的低碳社會」的願景。
得益於政府的重視，日本在氫能源技術上也有了深厚的積累，某些方面已經處於世界領先水平。例如，在水電解方面，日本開發了高效的固體氧化物電解器（SOEC），可以利用多餘的可再生能源或核能進行水電解，實現高溫高壓下的大規模水素生產；在氫運輸方面，日本開發了液化氫運輸船和儲罐，可以將海外生產的液化氫安全地運輸到國內，並建立了世界上第一個液化氫接收站。
此外，在燃料電池方面，日本也擁有豐富的研發和製造經驗，其質量和性能都處於世界領先水平，尤其是固體氧化物燃料電池（SOFC），具有高效、低排放、多燃料等優點；在氫能發電方面，日本開展了多種形式的試驗和示範，包括利用天然氣-水合物（NGH）進行混合燃料發電、利用液化天然氣（LNG）進行混合燃料發電、利用純淨水素進行燃料電池發電等。
為什麼大部分國家不重視氫能源？
氫能源被認為是未來能源的重要方向之一，但目前在全球範圍內，只有日本等少數國家在大力推進氫能源的發展，而大部分國家則更傾向於發展鋰電池技術。那麼，為什麼會出現這樣的差異呢？
首先，制氫成本高。目前製取氫氣的主要方式是通過天然氣轉化或水電解，這兩種方式都需要消耗大量的能源和資源，並產生一定量的碳排放。
雖然也有利用太陽能、風能等可再生能源進行水電解制氫的方法，但其效率較低且受天氣條件影響較大。
據估計，目前每公斤氫氣的成本約為5美元，而每升汽油的成本約為0.6美元。此外，建設和維護一個全國性的氫供應網絡也需要巨額的資金支持。相比之下，鋰電池的成本隨著技術進步和規模效應而逐漸降低，目前每千瓦時(kWh)的成本約為100美元左右，預計到2030年將降至50美元以下。
其次，氫氣安全隱患大。氫氣是一種極易燃爆炸的物質，在空氣中只需達到4%的濃度就可以引發火災或爆炸。因此，儲存和運輸氫氣都需要特殊的容器和管道，並且要避免任何可能導致泄漏或火花的情況。這對於使用者來說增加了很多不便和風險。
相反，鋰電池雖然也有可能發生過熱或起火等事故，但相對來說更容易控制和處理，並且在正常使用條件下不會產生任何有害物質。
再次，氫氣可用性有限。儘管地球上存在大量的水分子(H2O)，但要從水中分離出純淨無污染的氫氣並不容易。
目前最常用的方法是通過電解水或者從天然氣中提取。但這兩種方法都需要消耗大量的電力或者化石燃料，並且會產生二氧化碳等溫室。
最後，基礎設施缺乏：目前全球範圍內還沒有建立完善的以氫為載體的能源供應網絡，包括氫氣的生產、運輸、儲存和分配等環節。目前全球只有約500個氫氣加注站，而且主要集中在日本、德國等少數國家。相比之下，鋰電池的充電設施則更為普及和便捷。
未來氫能源是否有望翻盤
這麼看來，似乎日本押寶押錯了對象，它深厚的技術積累完全沒有用武之地。然而，事實真的是這樣嗎？其實，未來的發展誰也不能確定，氫能源也有翻盤的可能性。
首先，氫氣的能量密度遠高於鋰電池。據估算，在同樣重量（1.5噸）和體積（1立方米）下，氫燃料電池車可以行駛600公里左右，而純電動車只能行駛300公里左右。這說明，在相同條件下，氫燃料電池車仍然具有明顯優勢。
其次，氫氣是一種清潔無碳的能源，在使用過程中不會產生任何排放物質，只會生成水蒸氣和熱量。而鋰離子電池雖然也不會直接排放有害物質，但其製造、回收、處理等過程仍然需要消耗大量資源，並可能產生一些廢棄物和二次污染。
最後，雖然氫能源的成本極高，但隨著技術進步和規模擴大，未來氫燃料電池車和純電動車都有可能降低其成本並提高其效益。
結語
總之，氫能源也有廣闊的未來，它和鋰電池都有各自的優勢和劣勢。我們不應該把它們視為互相排斥的選擇，而是互補和協調的選擇。
說不定在未來，隨著技術的發展和市場的變化，可能會出現更多的混合型能源解決方案，如插電式混合動力車、燃料電池混合動力車等。
這些解決方案將充分利用不同能源的特點，實現更高效、更清潔、更可持續的能源轉換和使用。至於日本是否押對了寶，那只能留待未來的人們來解答了。
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