但是，為什么氫能成為能源呢？將氫作為能源用于移動(dòng)出行工具的方法有兩種——“氫能源發(fā)動(dòng)機(jī)”和Honda專注發(fā)展的“燃料電池”。

什么是氫能源發(fā)動(dòng)機(jī)

首先介紹一下氫能源發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)原本的工作原理是通過(guò)燃燒燃料產(chǎn)生熱量，然后從中獲取能量。氫能源發(fā)動(dòng)機(jī)的基本工作原理與汽油發(fā)動(dòng)機(jī)基本相同，只是使用的燃料為氫能源。因此，一些汽車制造商出于可以活用目前的內(nèi)燃機(jī)技術(shù)和零部件的理由大力發(fā)展氫能源發(fā)動(dòng)機(jī)。

常規(guī)氫能源發(fā)動(dòng)機(jī)汽車的工作原理

由于化石燃料含碳，因此汽油發(fā)動(dòng)機(jī)排放的是二氧化碳，而燃燒氫能源的氫能源發(fā)動(dòng)機(jī)排放的主要是水。汽車在行駛過(guò)程中不會(huì)排放二氧化碳。

不過(guò)，對(duì)于氫能源發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，也存在一項(xiàng)課題——由于是在吸入空氣的同時(shí)燃燒，所以空氣中的氮（N）和氧（O）結(jié)合后會(huì)排放氮氧化物（NOx）。

氮氧化物除了導(dǎo)致光化學(xué)煙霧和酸雨外，其導(dǎo)致全球變暖的潛能值也是二氧化碳的800倍，從全球變暖的觀點(diǎn)來(lái)看也存在課題。因此，在真正推廣氫能源發(fā)動(dòng)機(jī)之前，還需要開發(fā)低氮氧化物的氫能源發(fā)動(dòng)機(jī)。

什么是燃料電池（Fuel Cell）

接下來(lái)介紹一下燃料電池。燃料電池是指通過(guò)氫和氧的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生“電能”的裝置。當(dāng)水被電能分解后產(chǎn)生氫和氧，如果進(jìn)行逆反應(yīng)，氫和氧就會(huì)產(chǎn)生電能，這就是燃料電池的原理。

燃料電池的英文為Fuel Cell。許多汽車制造商提到的FCEV是指Fuel Cell Electric Vehicle，也就是燃料電池汽車。

常規(guī)燃料電池汽車的工作原理

燃料電池汽車（FCEV）是搭載燃料電池，一邊進(jìn)行氫和氧的化學(xué)反應(yīng)，一邊依靠電能行駛的汽車。因?yàn)闆](méi)有燃燒反應(yīng)，所以自然不會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，也不會(huì)像氫能源發(fā)動(dòng)機(jī)那樣排放氮氧化物，排放的只有水。

燃料電池的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱量也可以被充分利用，從而提高能量利用的效率。

除了是清潔能源外，燃料電池汽車還有很多優(yōu)點(diǎn)，例如，能源效率高；只要有氫和氧就可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定供應(yīng)；因?yàn)槭峭ㄟ^(guò)化學(xué)反應(yīng)發(fā)電，所以不會(huì)產(chǎn)生噪音；補(bǔ)充氫能源的充填速度快等。由于它的續(xù)航里程比電動(dòng)車更長(zhǎng)，因此它也是一種備受關(guān)注的中距離移動(dòng)出行工具。

鑒于燃料電池的上述種種優(yōu)勢(shì)，Honda也從20世紀(jì)90年代末開始了長(zhǎng)達(dá)20年以上的燃料電池汽車和燃料電池的研發(fā)。

2016年發(fā)售的“CLARITY FUEL CELL”是將燃料電池系統(tǒng)收納在（前方的）引擎蓋內(nèi)的燃料電池汽車，并且可以乘坐5名成年人。現(xiàn)在Honda也在追求燃料電池的小型化、模塊化、低成本化和高耐久性。

Honda將繼續(xù)與GM（通用汽車）進(jìn)行燃料電池的開發(fā)和燃料電池汽車的研究，與此同時(shí)，Honda將以實(shí)現(xiàn)氫能源社會(huì)為目標(biāo)，將在燃料電池汽車研發(fā)過(guò)程中誕生的具有多種優(yōu)勢(shì)的燃料電池動(dòng)力單元應(yīng)用于包括乘用車在內(nèi)的各種場(chǎng)景。

那么，燃料電池有哪些應(yīng)用場(chǎng)景呢？其實(shí)，除了燃料電池汽車之外，燃料電池在各種場(chǎng)景下的表現(xiàn)也值得期待。

Honda也在探索乘用車之外的應(yīng)用可能性，包括商用車、固定式電源和太空領(lǐng)域等。讓我們以Honda的舉措為例，探索未來(lái)的氫能源社會(huì)。

大型移動(dòng)出行工具和在沒(méi)有電能的地方的遠(yuǎn)距離移動(dòng)

氫能源具有能量密度高于電能且易于長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)。

例如，純電動(dòng)車的動(dòng)力電池就很難用作商用車等大型移動(dòng)出行工具的動(dòng)力?？臻g比乘用車更大的大中型商用車可以安裝尺寸相對(duì)較大的燃料電池，因此是一個(gè)有望提前實(shí)現(xiàn)實(shí)用化的領(lǐng)域。

目前，Honda正在與五十鈴汽車公司合作，共同研究以燃料電池為動(dòng)力的重型卡車。通過(guò)將五十鈴的重型卡車開發(fā)技術(shù)與Honda的燃料電池開發(fā)技術(shù)相結(jié)合，目標(biāo)打造一款清潔、噪音小的新重型卡車。

Honda和五十鈴汽車公司共同開發(fā)的燃料電池重型卡車

運(yùn)輸行業(yè)必須確保24小時(shí)不間斷運(yùn)轉(zhuǎn)，因此減少運(yùn)輸行業(yè)排放的二氧化碳，可以為碳中和做出很大貢獻(xiàn)。

燃料電池有望為長(zhǎng)時(shí)間在海洋等沒(méi)有電能的地方移動(dòng)的船舶等移動(dòng)出行工具提供動(dòng)力。未來(lái)，燃料電池或許可以讓電車在沒(méi)有電線的線路上行駛。

讓氫能源為家庭和辦公室提供電力

燃料電池不僅可以作為移動(dòng)出行工具的動(dòng)力，還可以為家庭和辦公室提供電力。

在日本被稱為家庭熱電聯(lián)供系統(tǒng)（ENE-FARM）的家用燃料電池，不僅制造電能，還可以利用燃料電池產(chǎn)生的熱量充當(dāng)熱水器。它作為環(huán)保經(jīng)濟(jì)的發(fā)電系統(tǒng)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了實(shí)用化。

Honda也開始致力于活用燃料電池為建筑供電。在2023年初，Honda將進(jìn)行一項(xiàng)實(shí)證試驗(yàn)——回收利用“CLARITY FUEL CELL”的燃料電池，用于Honda美國(guó)當(dāng)?shù)胤ㄈ说臄?shù)據(jù)中心的應(yīng)急電源。

設(shè)置在Honda美國(guó)當(dāng)?shù)胤ㄈ说臄?shù)據(jù)中心中的燃料電池應(yīng)急電源的實(shí)證試驗(yàn)

即使發(fā)電廠因意外情況而停止供電，不同電源的燃料電池也不會(huì)停止供電。在過(guò)去，柴油發(fā)電是應(yīng)急電源的主流，但可以預(yù)見(jiàn)的是，未來(lái)將被能夠提供清潔、高質(zhì)量電力的燃料電池所取代。

除固定式電源外，Honda還在開發(fā)可以與儲(chǔ)氫罐一起攜帶的便攜式電源。隨著電源的便攜化，氫能源將能夠在更多的地方提供電力。

氫能源動(dòng)力走向“太空”

Honda對(duì)氫能源的開發(fā)指向了一個(gè)意想不到的領(lǐng)域。那就是太空。剛才講到用電能分解水就會(huì)產(chǎn)生氫和氧。

Honda利用高壓水電解技術(shù)，與JAXA共同開發(fā)循環(huán)可再生能源系統(tǒng)，在月球表面產(chǎn)生呼吸用的氧氣和在月球活動(dòng)所需的氫能源和電能。

未來(lái)，Honda的循環(huán)可再生能源系統(tǒng)或許將為月球生活提供支持。

利用Honda的高壓水電解技術(shù)的循環(huán)可再生能源系統(tǒng)

除了陸地、海洋、天空，Honda還希望在太空中“為所有人提供‘?dāng)U大生活可能性的喜悅’”。

此次的共同研究是一項(xiàng)利用積累的技術(shù)，將人類的生活范圍擴(kuò)大到太空，并擴(kuò)展人類的可能性的挑戰(zhàn)。循環(huán)可再生能源系統(tǒng)將在太空環(huán)境中打磨技術(shù)，并將成果反饋給地面，以便為地面的碳中和做出更大貢獻(xiàn)。

碳中和離不開氫能源的另一個(gè)原因

實(shí)現(xiàn)碳中和需要增加可再生能源的供應(yīng)。然而，擺在我們面前的難題是太陽(yáng)能、風(fēng)力、水力等發(fā)電設(shè)備的不穩(wěn)定性。白天和夏季會(huì)產(chǎn)生多余的能量，而夜晚和冬季則容易出現(xiàn)能量不足的情況。

為此我們需要利用氫能源。首先用多余的電能制造氫能源，并進(jìn)行儲(chǔ)存和運(yùn)輸。然后，在電能不足的時(shí)候利用燃料電池從氫能源中產(chǎn)生電能，并提供電能。

也就是說(shuō)，氫能源有可能成為可再生能源不穩(wěn)定性的一個(gè)解決方案。

至此本文已經(jīng)介紹了氫能源和燃料電池的各種可能性。那么，如果全部能源都來(lái)源于氫能源，是不是就意味著能夠?qū)崿F(xiàn)碳中和了呢？答案是沒(méi)有那么簡(jiǎn)單的。

推廣氫能源所面臨的課題

雖然氫能源在作為能源使用時(shí)的確不會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，但為了確定它是否“真正的環(huán)?！保覀冞€必須關(guān)注整個(gè)生命周期評(píng)估（LCA）。

燃料電池使用的氫能源經(jīng)歷了怎樣的生產(chǎn)工藝？以用電能分解水提取氫和氧的“電解法”為例，當(dāng)所用電能來(lái)自化石燃料時(shí)被稱為“灰氫”，而當(dāng)電能來(lái)自太陽(yáng)能發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電等可再生能源時(shí)則被稱為“綠氫”，它們對(duì)減少二氧化碳排放的貢獻(xiàn)度不同。

此外，還可以分解煤炭和天然氣來(lái)獲得氫能源。在這種情況下，雖然在氫能源的利用過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，但在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生二氧化碳。

另一方面，還有一種氫能源可以將化石燃料分解成氫和二氧化碳，并在排入大氣之前通過(guò)回收二氧化碳使溫室效應(yīng)降為零，這種氫能源叫做“藍(lán)氫”。

總之，真正意義上實(shí)現(xiàn)二氧化碳凈零排放的燃料電池僅限于使用來(lái)自可再生能源的電能生產(chǎn)的氫能源。

然而，為了在推廣氫能源的同時(shí)，減少二氧化碳排放，需要降低可再生能源產(chǎn)生氫能源的過(guò)程的成本。此外，還存在加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施方面的課題。

要想實(shí)現(xiàn)真正的氫能源社會(huì)，還有許多障礙必須跨越。

為實(shí)現(xiàn)碳中和的多種措施

說(shuō)到移動(dòng)出行工具，可能有人會(huì)想“純電動(dòng)車和燃料電池汽車哪個(gè)對(duì)環(huán)境更友好”。這取決于各自的車身和能源的生產(chǎn)工藝。它們的應(yīng)用場(chǎng)景也不盡相同。

正因如此，Honda的答案是：我們“不做選擇”，我們“全都要”。

Honda提出了一個(gè)愿景：以來(lái)自可再生能源的電能為前提，同時(shí)通過(guò)電能、氫能源、碳的三大循環(huán)實(shí)現(xiàn)碳中和。

Honda目標(biāo)通過(guò)“電能”“氫能源”“碳”的三大循環(huán)實(shí)現(xiàn)碳中和

在電能基礎(chǔ)設(shè)施完善的地方和移動(dòng)電池能夠滿足需求的場(chǎng)景下，使用純電動(dòng)車等電動(dòng)化產(chǎn)品；在電能基礎(chǔ)設(shè)施不完善的地方，以及商用車和船只等大型移動(dòng)出行工具的中距離移動(dòng)過(guò)程中，使用氫能源驅(qū)動(dòng)的燃料電池產(chǎn)品；在使用賽車和噴氣式飛機(jī)等大功率移動(dòng)出行工具的場(chǎng)景下，使用替代燃料，例如使用氫能源制成的合成燃料、生物燃料等。

此外，我們還致力于研究和開發(fā)類似于“Honda DREAMO”的技術(shù)，該技術(shù)通過(guò)培養(yǎng)藻類來(lái)回收二氧化碳，以應(yīng)對(duì)通過(guò)各種措施都難以避免的二氧化碳排放。

世界上不存在“能夠輕松實(shí)現(xiàn)碳中和”的特效藥。電能循環(huán)、氫能源循環(huán)和碳循環(huán)都需要努力采用多方面的措施來(lái)減少二氧化碳的排放。

氫能源是其中一個(gè)措施，也是很重要的主題。