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氢能源作为清洁能源燃料一直备受关注。为什么氢能源会受到如此大的关注呢？Honda为实现碳中和，力争到2040年使“纯电动车与燃料电池汽车的销售比例达到100％”，积极推进氢能源的广泛应用。本文将通过Honda采取的各种措施，介绍包括移动出行工具在内的氢能源的各种应用场景。

氢能源作为能源使用的时候不会排放二氧化碳，这是氢能源受到关注的很大原因。为实现2050年碳中和目标，在大环境开始向不依赖化石燃料的可再生能源转型的背景下，由于氢能源不仅不排放二氧化碳，而且还可以储存和运输，并应用于多种场景，因此氢能源作为清洁能源一直备受关注。对于像日本这样的非原油生产国的地区来说，只要有水和电就能制造氢能源，从保证能源供给的角度来看也具有魅力。

日本政府通过在2017年出台氢能源基本战略等举措，向氢能源的社会化应用迈出了一步。从20世纪90年代后半期开始，Honda也进行了长达20年以上的氢能源应用的研究和开发。

将氢转化为能源的两种不同方法——“氢能源发动机”和“燃料电池”

但是，为什么氢能成为能源呢？将氢作为能源用于移动出行工具的方法有两种——“氢能源发动机”和Honda专注发展的“燃料电池”。

什么是氢能源发动机

首先介绍一下氢能源发动机。发动机原本的工作原理是通过燃烧燃料产生热量，然后从中获取能量。氢能源发动机的基本工作原理与汽油发动机基本相同，只是使用的燃料为氢能源。因此，一些汽车制造商出于可以活用目前的内燃机技术和零部件的理由大力发展氢能源发动机。

常规氢能源发动机汽车的工作原理

由于化石燃料含碳，因此汽油发动机排放的是二氧化碳，而燃烧氢能源的氢能源发动机排放的主要是水。汽车在行驶过程中不会排放二氧化碳。

不过，对于氢能源发动机来说，也存在一项课题——由于是在吸入空气的同时燃烧，所以空气中的氮（N）和氧（O）结合后会排放氮氧化物（NOx）。

氮氧化物除了导致光化学烟雾和酸雨外，其导致全球变暖的潜能值也是二氧化碳的800倍，从全球变暖的观点来看也存在课题。因此，在真正推广氢能源发动机之前，还需要开发低氮氧化物的氢能源发动机。

什么是燃料电池（Fuel Cell）

接下来介绍一下燃料电池。燃料电池是指通过氢和氧的化学反应，产生“电能”的装置。当水被电能分解后产生氢和氧，如果进行逆反应，氢和氧就会产生电能，这就是燃料电池的原理。

燃料电池的英文为Fuel Cell。许多汽车制造商提到的FCEV是指Fuel Cell Electric Vehicle，也就是燃料电池汽车。

常规燃料电池汽车的工作原理

燃料电池汽车（FCEV）是搭载燃料电池，一边进行氢和氧的化学反应，一边依靠电能行驶的汽车。因为没有燃烧反应，所以自然不会产生二氧化碳，也不会像氢能源发动机那样排放氮氧化物，排放的只有水。

燃料电池的化学反应产生的热量也可以被充分利用，从而提高能量利用的效率。

除了是清洁能源外，燃料电池汽车还有很多优点，例如，能源效率高；只要有氢和氧就可以实现稳定供应；因为是通过化学反应发电，所以不会产生噪音；补充氢能源的充填速度快等。由于它的续航里程比电动车更长，因此它也是一种备受关注的中距离移动出行工具。

鉴于燃料电池的上述种种优势，Honda也从20世纪90年代末开始了长达20年以上的燃料电池汽车和燃料电池的研发。

2016年发售的“CLARITY FUEL CELL”是将燃料电池系统收纳在（前方的）引擎盖内的燃料电池汽车，并且可以乘坐5名成年人。现在Honda也在追求燃料电池的小型化、模块化、低成本化和高耐久性。

Honda将继续与GM（通用汽车）进行燃料电池的开发和燃料电池汽车的研究，与此同时，Honda将以实现氢能源社会为目标，将在燃料电池汽车研发过程中诞生的具有多种优势的燃料电池动力单元应用于包括乘用车在内的各种场景。

燃料电池的应用场景不仅限于汽车

那么，燃料电池有哪些应用场景呢？其实，除了燃料电池汽车之外，燃料电池在各种场景下的表现也值得期待。

Honda也在探索乘用车之外的应用可能性，包括商用车、固定式电源和太空领域等。让我们以Honda的举措为例，探索未来的氢能源社会。

大型移动出行工具和在没有电能的地方的远距离移动

氢能源具有能量密度高于电能且易于长时间储存和运输的特点。

例如，纯电动车的动力电池就很难用作商用车等大型移动出行工具的动力。空间比乘用车更大的大中型商用车可以安装尺寸相对较大的燃料电池，因此是一个有望提前实现实用化的领域。

目前，Honda正在与五十铃汽车公司合作，共同研究以燃料电池为动力的重型卡车。通过将五十铃的重型卡车开发技术与Honda的燃料电池开发技术相结合，目标打造一款清洁、噪音小的新重型卡车。

Honda和五十铃汽车公司共同开发的燃料电池重型卡车

运输行业必须确保24小时不间断运转，因此减少运输行业排放的二氧化碳，可以为碳中和做出很大贡献。

燃料电池有望为长时间在海洋等没有电能的地方移动的船舶等移动出行工具提供动力。未来，燃料电池或许可以让电车在没有电线的线路上行驶。

让氢能源为家庭和办公室提供电力

燃料电池不仅可以作为移动出行工具的动力，还可以为家庭和办公室提供电力。

在日本被称为家庭热电联供系统（ENE-FARM）的家用燃料电池，不仅制造电能，还可以利用燃料电池产生的热量充当热水器。它作为环保经济的发电系统，已经实现了实用化。

Honda也开始致力于活用燃料电池为建筑供电。在2023年初，Honda将进行一项实证试验——回收利用“CLARITY FUEL CELL”的燃料电池，用于Honda美国当地法人的数据中心的应急电源。

设置在Honda美国当地法人的数据中心中的燃料电池应急电源的实证试验

即使发电厂因意外情况而停止供电，不同电源的燃料电池也不会停止供电。在过去，柴油发电是应急电源的主流，但可以预见的是，未来将被能够提供清洁、高质量电力的燃料电池所取代。

除固定式电源外，Honda还在开发可以与储氢罐一起携带的便携式电源。随着电源的便携化，氢能源将能够在更多的地方提供电力。

氢能源动力走向“太空”

Honda对氢能源的开发指向了一个意想不到的领域。那就是太空。刚才讲到用电能分解水就会产生氢和氧。

Honda利用高压水电解技术，与JAXA共同开发循环可再生能源系统，在月球表面产生呼吸用的氧气和在月球活动所需的氢能源和电能。

未来，Honda的循环可再生能源系统或许将为月球生活提供支持。

利用Honda的高压水电解技术的循环可再生能源系统

除了陆地、海洋、天空，Honda还希望在太空中“为所有人提供‘扩大生活可能性的喜悦’”。

此次的共同研究是一项利用积累的技术，将人类的生活范围扩大到太空，并扩展人类的可能性的挑战。循环可再生能源系统将在太空环境中打磨技术，并将成果反馈给地面，以便为地面的碳中和做出更大贡献。

碳中和离不开氢能源的另一个原因

实现碳中和需要增加可再生能源的供应。然而，摆在我们面前的难题是太阳能、风力、水力等发电设备的不稳定性。白天和夏季会产生多余的能量，而夜晚和冬季则容易出现能量不足的情况。

为此我们需要利用氢能源。首先用多余的电能制造氢能源，并进行储存和运输。然后，在电能不足的时候利用燃料电池从氢能源中产生电能，并提供电能。

也就是说，氢能源有可能成为可再生能源不稳定性的一个解决方案。

氢能源真的是万能的吗？

至此本文已经介绍了氢能源和燃料电池的各种可能性。那么，如果全部能源都来源于氢能源，是不是就意味着能够实现碳中和了呢？答案是没有那么简单的。

推广氢能源所面临的课题

虽然氢能源在作为能源使用时的确不会产生二氧化碳，但为了确定它是否“真正的环保”，我们还必须关注整个生命周期评估（LCA）。

燃料电池使用的氢能源经历了怎样的生产工艺？以用电能分解水提取氢和氧的“电解法”为例，当所用电能来自化石燃料时被称为“灰氢”，而当电能来自太阳能发电和风力发电等可再生能源时则被称为“绿氢”，它们对减少二氧化碳排放的贡献度不同。

此外，还可以分解煤炭和天然气来获得氢能源。在这种情况下，虽然在氢能源的利用过程中不会产生二氧化碳，但在生产过程中会产生二氧化碳。

另一方面，还有一种氢能源可以将化石燃料分解成氢和二氧化碳，并在排入大气之前通过回收二氧化碳使温室效应降为零，这种氢能源叫做“蓝氢”。

总之，真正意义上实现二氧化碳净零排放的燃料电池仅限于使用来自可再生能源的电能生产的氢能源。

然而，为了在推广氢能源的同时，减少二氧化碳排放，需要降低可再生能源产生氢能源的过程的成本。此外，还存在加氢站等基础设施方面的课题。

要想实现真正的氢能源社会，还有许多障碍必须跨越。

为实现碳中和的多种措施

说到移动出行工具，可能有人会想“纯电动车和燃料电池汽车哪个对环境更友好”。这取决于各自的车身和能源的生产工艺。它们的应用场景也不尽相同。

正因如此，Honda的答案是：我们“不做选择”，我们“全都要”。

Honda提出了一个愿景：以来自可再生能源的电能为前提，同时通过电能、氢能源、碳的三大循环实现碳中和。

Honda目标通过“电能”“氢能源”“碳”的三大循环实现碳中和

在电能基础设施完善的地方和移动电池能够满足需求的场景下，使用纯电动车等电动化产品；在电能基础设施不完善的地方，以及商用车和船只等大型移动出行工具的中距离移动过程中，使用氢能源驱动的燃料电池产品；在使用赛车和喷气式飞机等大功率移动出行工具的场景下，使用替代燃料，例如使用氢能源制成的合成燃料、生物燃料等。

此外，我们还致力于研究和开发类似于“Honda DREAMO”的技术，该技术通过培养藻类来回收二氧化碳，以应对通过各种措施都难以避免的二氧化碳排放。

世界上不存在“能够轻松实现碳中和”的特效药。电能循环、氢能源循环和碳循环都需要努力采用多方面的措施来减少二氧化碳的排放。

氢能源是其中一个措施，也是很重要的主题。