柴茂荣博士：溯源日本氢能产业发展的基本逻辑

伴随着人类工业的发展，能源成为主导日本这个海岛国家的核心战略，也因为能源造就了他们的光荣与罪恶。

日本岛国的能源计划：从侵占能源到制造能源

哲学家说战争是为了统一意志，生物学家说战争是物竞天择，经济学家说战争是利益争夺。但不管怎样解释，我都很难理解日本这样一个小小的国家如何有侵略中国乃至东南亚国家的企图心。经由与柴博的访谈，再一次证明了能源资源这个罪恶的根源。

早在19世纪中叶，美、英、俄、荷、法陆续侵入亚洲各国，日本也面临沦为半殖民地的危机，为了摆脱遭受外国侵略，日本通过明治维新，改良社会制度，输入科学技术，发展军事与工商业，并于19世纪末期进入日本的工业革命时期。1905年日俄战争取得胜利，日本承接了俄国在中国东北部以及俄罗斯远东地区，朝鲜半岛的侵占权，加速了日本对能源资源攫取的步伐。

纺织工业、机械制造、冶金以及随之而来的建筑、汽车、武器等都需要大量的能源，而日本是一个资源极其匮乏的岛国，于是为了工业发展的能源需求便有了侵略中国的企图，其根本原因是中国的东北有煤炭和铁矿石。当时日本占领东北“满洲国”的GDP是日本本土的三倍左右，相当于整个中国大陆GDP的两倍，“满洲国”是当时亚洲最富的国家。日本以此为基础发动了侵华战争。

煤炭只能满足一般工业的固定式能源需求，无法开动用于侵略行动的飞机、坦克和航空母舰，就像连锁反应，罪恶后面往往跟着更大的罪恶，日本发动侵华战争以后必须找石油。但当时日本并没有发现大庆油田，他们当时的石油理论还局限于海相生油，没有预料到寒冷的中国东北地区的陆相生油。

所以他们便往东南亚扩张，因为印度尼西亚、马来西亚都有油。为了进入这些东南亚国家，他们就必须打通到东南亚的南北交通线，于是就进入中国内地形成更大范围的侵略。

当时东南亚是英国的殖民地，而彼时英国正在应对来自德国的强势侵入，腾不出手来打日本，尽管英美之间有些关联，日本的侵略行为原本遭到了美、英、中、荷四国石油禁运和经济制裁。但因为这些殖民地不涉及美国的切身利益，所以美国对日战争动员不起来。

只是，当时日本人中也有不少美国特务，也有人认为，日本无法消灭和占领美国，他们需要通过局部战争的胜利，让美国对其经济制裁做出让步，并以在太平洋上夺取制空制海权便可以让打开南下道路为由，鼓动连普通小学没有毕业的军二代东条英机挑起了日本偷袭珍珠港。这样就彻底惹怒了美国。

接下来，美国用一年多的时间就占领了太平洋，日本失去了制海权。而彼时，石油短缺的日本已经无力支撑侵略战争，东三省的能源也过不去了，这样日本岛国就没有能源了，他们的海战因此一败涂地。

日本二战战争失败后，再次提出工业立国，但发展工业仍然需要能源，当时的能源只有煤、石油和核电，而煤最大的问题就是污染，上世纪60年代日本用煤发电的污染对日本民众生活造成了巨大的伤害。

那么不用煤用什么能源呢？只能改煤为石油、天然气，但日本没有石油和天然气资源，主要依靠贸易。1973年第四次中东战争爆发，石油输出国组织(OPEC)为了打击对手以色列及支持以色列的国家，宣布石油禁运，暂停出口，造成油价上涨。当时原油价格从1973年的每桶不到3美元涨到超过13美元，对主要靠进口能源的日本影响巨大。

为了确保自身能源的稳定供给，日本政府于1974年7月公布了"阳光计划"（Japan，Sunshine Project of），也就是用科技制造能源来替代部分依赖进口的地下资源，他们考虑能不能用太阳能和核电替代部分能源，这样，日本开始开发核电和太阳能，但当时光伏技术还很不成熟，效率比较低，核电就成了日本最重要的能源战略。

此后日本又分别于1978年和1989年提出了“节能技术开发计划”和“环境保护技术开发计划”，1993年，日本政府将此前三个计划合并成了规模庞大的“新阳光计划”，他们考虑能不能用日本周围的海水作为能源补充计划，广泛利用海洋资源来建立能源体系。

为了发展可再生能源，1980年日本成立了新能源·产业技术综合开发机构（NEDO），来主导日本新能源产业规划，要用科技立国来解决日本能源短缺的问题，所以新能源产业发展机构是两部分，一部分是产业综合协调，解决包括电子工业和其他工业的发展；一部分是新能源，主要是以核为基础的核裂变和核聚变。

日本的核聚变从那个时候就开始，到2006年九州大学发了6个多小时的核聚变实验，最长记录做了12个小时（2022年年初，我国全超导托卡马克核聚变实验装置实现了1056秒的长脉冲高参数等离子体运行）。另一个是核裂变，东京大学原子能研究所培养了一批人（包括仁科芳雄、汤川秀树，向坊隆，本多健一等都当过所长），核能民用化发展很快，包括后来的东芝（三井财团所属）、日立、三菱重工都有庞大的原子能开发机构。

阳光计划的第三个方向就是海藻，用二氧化碳养海藻，然后用海藻进行生物质发电，或者用生物质制乙醇来吸收氧化碳。除了NEDO以外，还成立了地球环境研究机构（RITE）专门搞二氧化碳回收，利用。包括通过海水养殖海藻来吸收二氧化碳，让海藻可以作为能源使用；以及二氧化碳催化合成乙醇等有用化学品（也就是最近才称的CCUS）。

日本阳光计划

从1980年开始，日本这个计划每年投入预算约1700亿日元左右。这便是日本工业发展以来能源战略从侵占资源到科技开发、制造能源的基本过程。

日本氢能发展初衷：从减排和发电开始

2011年福岛核电站爆炸以后，日本”阳光计划“中最重的核电遇到了瓶颈，最初的目标是未来能源50%要用核电，但到30%左右就不得不停下来，要解决发电的问题，又不能回到煤，这就带来一个很大的问题。

日本核电停掉以后天然气充其量能够增加15%，但他们核电是30%，剩下还有15%的缺口，所以从2012年开始到现在日本都缺电，夏天空调不能开得太冷，冬天取暖也不能开得太热，因为日常性缺电10%左右，他们的电价特别贵，电是等值油价的一倍以上，所以，这样的国家也不可能推广电动车，他们就考虑从国外进口氢来发电。

日本电力结构 资料来源：电气事业联合会”核能与能源图集2015”

2013年，日本政府推出《日本再复兴战略》，首次把发展氢能源提升为国策，并启动了加氢站建设的前期工作。

日本在氢能技术上有准备，但氢能计划并不算特别早，80年代初期提出的替代能源没有考虑氢能，一开始只是在军工领域用一点氢能，真正氢能在日本开始引入是上世纪90年代。

日本氢能的应用与气候变化公约有关，发达国家工业发展使得地球气候变化引起了科学家的注意，并于1979年在瑞士日内瓦召开首届世界气候大会，1988年成立联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）。在IPCC推动下，1992年6月在里约地球首脑会议，通过了《联合国气候变化框架公约》，1994年3月正式生效。

1997年，《联合国气候变化框架公约》第三次缔约方会议在日本东京举行，149个国家和地区的代表在大会上通过了《京都议定书》：从2008到2012年期间（第一承诺期），主要工业发达国家的温室气体排放量要在1990年的基础上平均减少5.2%，其中欧盟将6种温室气体的排放削减8%，美国削减7%，日本削减6%。在这个背景下，日本氢能产业化走出了第一步。

在此之前的氢能研究主要是大学的理论研究，包括九州大学、京都大学、东京大学等研究所都在偷偷做氢能的研究，因为氢能是不是靠谱他们当时并没有把握，所以对氢能的宣传非常低调。

不过，当时三所大学有明确的分工，其中京都大学PEM为主，九州大学SOFC为主，东京大学两个方向都研究。这三所大学的学生又分配到全国各地，包括横滨国立大学、三菱重工，东芝，东陶，三井金属，丰田汽车，日产汽车等开始做燃料电池，柴茂荣博士的导师，东京大学向坊隆的弟子荒井弘通教授兼着东京大学，九州大学和京都大学教授，他的研究团队分为两个小组，柴博士所在的PEM团队，有渡边，大矢，町田等专家。另一个团队江口浩一，佐佐木一成等做SOFC，江口浩一，佐佐木都是全世界SOFC领域最厉害的专家之一。

上世纪90年代初期，丰田、本田开始研究燃料电池都是买巴拉德的堆。但巴拉德的原型来自UTC，UTC是日本东芝和美国NASA合资成立的一家公司，其中“U”指的是美国，而“T”就是指东芝。80年代末期从美国UTC出来一批人进入巴拉德，并开始了PEM燃料电池的推广，所以，在燃料电池的历史上，东芝有非常重要的贡献。

东芝原来的燃料电池发电装置，80年代初期用磷酸的时候125kW/套的燃料电池发电装置就卖了200多套，后来三菱做的250kW/套的SOFC就是日本现在的主流发电产品。也就是说，日本做燃料电池的源头就是东芝做的PEM，而SOFC的源头则是三菱重工。三菱重工在长崎，九州大学一直支持他们做SOFC，这两个企业便是日本氢能产业的源头，所以，日本的氢能是从发电开始的。

车用氢能：解决长寿命与高稳定性难题

一开始日本认为在车载这个领域用燃料电池太浪费，当时提取氢主要是化石能源，与燃油车相比，从化石能源提取氢再到车载上应用意义不大。日本在交通运输领域变革的指引是以排放作为指标，日本丰田1998年就做出了混合动力，百公里耗油仅3升，相当于同级别燃油车油耗的一半，在这样的比较下，利用化石能源制氢的燃料电池碳排放不可能比混合动力更低，所以他们认为开发车用燃料电池意义不大。

不过，对燃料电池性能的研究还是在进行。90年代末到2001年这段时间主要是解决巴拉德燃料电池的一些车用技术难点。

第一个难点是石墨电堆太重，而通过做薄双极板来减重则会导致强度下降，因为车辆运行的过程中有颠簸。解决这个问题就将双极板改为金属板，日本对金属板的研究做过很多的工作，先是用不锈钢，很快就发现不行，后来在不锈钢上面镀金，还是不行，日产走的就是镀金的路线，丰田也用过这条路线，发现用一段时间后，上面的镀金层会一层一层剥落，也就是针蚀现象，质子穿透镀层到背面，向四周扩大腐蚀面积而使金镀层整片脱落下来。到2007年才开始用钛，而钛的抗腐蚀性高了很多。

日本人用钛这个材料来源于洗澡的灵感。日本温泉很多，温泉里面含硫，温泉的热水用塑料管不行，用金属管包括不锈钢管又极容易被腐蚀，后来日本人就用钛管做温泉导水管，钛金属管就不会被腐蚀。从这个灵感得到启示就用在燃料电池的双极板上。

但用钛又发现一个问题，氧化钛不导电，要解决导电问题日本又研究比较了镀层法和合金法，合金法是在钛里面掺钯，就像“打钉”一样，导电的时候氧化钛中的钯钉是导电的，它像导引树一样通过它将电接出来，因为电的传导是一维的，而且钯导电性好不易被腐蚀。但钯的成本太贵了，用不起。

钯合金技术路线刚刚发现就因成本问题被否决了。这时候发现了碳化钛技术路线，碳和钛反应，无论用PVD、CVD，还是通过电还原沉积都容易形成碳化钛，而碳化钛既导电，耐腐蚀性能又好，成本还便宜，这就解决了大问题，这样又经过了两年就做出了碳化钛镀层，现在基本上就用的这个方法来做的双极板涂层。

这样一来燃料电池的路线基本上就走通了，因为车载颠簸用金属就不用担心了，而且钛比石墨板轻得多。

很多专家都质疑钛太贵，那么这条路线是否可行呢？柴博士从资源和材料结构进行分析。

从钛的储量来看，全球钛储量25亿吨左右，是地球上储量排名第10的元素。我国储量占全球的40%，约10亿吨的储量，可供500亿个百千瓦电堆也够用。目前钛金属双极板组件总成本只有不锈钢的一半左右。

因为不锈钢技术路线的靶材很贵，一块普通不锈钢双极板100多块钱，靶材涂层成本占据70%以上，而钛材的原材料钛箔成本虽然比不锈钢高10元钱左右，但由于涂层成本便宜得多，一块钛双极板的总成本只有不锈钢的一半以下。当然加工精度和难度钛材要难得多，目前全球只有为丰田加工双极板的日本神户制钢和国电投氢能具备该项加工技术。

金属板的问题解决了燃料电池长寿命的问题，还有一个问题就是高稳定性。

燃料电池怠速的时候电压很高，一般来说单片的燃料电池标准电压是1.23V，在怠速（0.1A/cm2）的时候单片电压在0.8-0.9V左右，在这个高电位下催化剂里面的碳容易腐蚀，时间长了会发现催化剂层碳越来越薄，所以提高催化剂的高电压耐腐蚀很重要。

而在加载的时候就是大电流（一般指2A/cm2以上，我国以前很少有技术达到这个电流密度，以后会越来越多）的时候长时间工作对质子膜的损失很大，因为电流越大，质子的穿梭速度越快，质子膜的损伤就很大，这样就需要找出一种中间状态，这就需要将燃料电池的工作状态电流既不要太高也不要太低，所以，柴博士曾参与的研究就是要找出燃料电池工作最佳的电位，这个电位在0.75-0.8V左右。

所以，柴博士说，不是小牛拉大车也不是大牛拉小车，燃料电池刚好是反的，很多人不了解，让燃料电池经常处于开停的变化状态，这样对燃料电池很不利，燃料电池不能频繁启停，否则就需要把氢气吹干，要不然容易反极形成高电位，催化剂载体就很容易被腐蚀掉。解决这个问题的方法就是强混技术，像油电混动原理那样，搞氢电混动。燃料电池用于发电就没有这个问题，因为发电是连续工作不需要启停，所以发电能做到8到10万小时，因此，日本的热电联供应用推广就很顺利，累计销售超过40万台。

柴博士说，找到可以稳定运行的电位后就是如何找到解决这个问题的控制策略，所以，在系统里通过锂电与燃料电池的混合作用来解决这个问题，就使得车辆的运行变得可靠了。在低电位、也就是怠速的时候适当提高电压让它给锂电池充电就行了，不要把它一下子降到10%，而是在30%左右，这样整个工作的电位就在30%-60%，再高的时候，锂电会给燃料电池补电。

这两个问题解决后，燃料电池的长寿命和高稳定性就出来了，再加上氢气来源也有多种途径，氢能车的应用也就变得可行了。

商业模式：车型不是问题，规模才能盈利

这几年国内燃料电池进步很快，主要体现在单堆功率的大小上，从80kW到100kW、120kW、150kW、180kW、200kW、250kW、300kW，这些进步使得燃料电池功率越来越大，这显然顺应了我国“燃料电池汽车适用于商用”车的主流声音。

但实际上根本没有必要搞大功率电堆，因为电的串并联非常容易，汽车的最多功率范围是在1.8L到3.0L排量，也就是四缸到八缸，90%以上的车都能使用4-6缸发动机解决，换算成燃料电池功率，也就是100-150kW范围。车辆发动机重点是批量化降本和稳定性，安全性。

研究氢能以来，我面临最大的困惑还是关于燃料电池车用的批量化问题。以我自己从事工业企业的技术和产业研究的经验来看，总量相当于乘用车20%的商用车市场还分为：客车和货车，客车又分为大巴、中巴、小巴，货车又分为重卡、中卡、轻卡、皮卡……用户需求更是千差万别，所以，以各地示范推动的商用车应用无法构建一个批量化的市场。

日本韩国的燃料电池的推出往往是同一型号产品销售几千台、几万台，我们的产品推出可能就只有几十台、几百台，这种情况下，技术进步与经济效益就成了一个悖论。所以，我跟柴博士探讨了这个问题。

柴博士说，以他在国内外近30年对燃料电池的研究，燃料电池适合商用车还是乘用车根本就不是问题，燃料电池的推广关键是业务场景，是在什么地方推广更容易。

他说，任何一个商业模式都需要盈利，第一个制造成本要低，第二个盈利是运营成本要低，乘用车这两个目标都比较容易达成，第一个制造成本有规模很快就可以降下来，第二个运营成本是跟汽油比较而不是跟电动车比，如果跟汽油比，目前，在有补贴的情况下，氢价60元/kg就可以替代，60元/kg的氢气同样也会因为规模化而降低，加氢站的运行效率也会提升，商用车数量少，这两个成本都降不下来，不断做大功率相当于饮鸠止渴，功率做大成本也降不下来，做得大不等于有规模。

说到日本燃料电池汽车销售不及预期的问题，柴博士说大家都没有看清楚日本在做什么，他们其实是在做标准化接口平台，明年差不多做完了，等条件成熟就开始大批量往外推，不管是宝马、奔驰还是本田、通用全是一个平台，所以，这几家电堆系统都是用丰田的，丰田在燃料电池汽车上面的定位不只是一家汽车制造商，而且是燃料电池制造商，包括丰田在中国的华丰也是这么做的。

国电投氢能刚刚完成B轮融资，估值达到130亿元，是目前国内估值最高的氢能公司，他们的做法要搭建好几个动力平台，为市场提供标准化产品。但柴博士说，他们只按照市场批量最大的车型开发120kW、150kW和200kW的产品，和燃油车一样，只有4缸、六缸，不会做4.5缸，不会按照终端厂家的个性化需求来做燃料电池订制产品，否则客户要10台车也要去开发一台燃料电池就无法实现批量化。

一开始不追求赚钱，先把平台做起来然后去做批量化产品，通过批量化降成本，通过平台化拓宽产品，船、车都是一样，后面通过锂电池来调。目前，国内已经有十几家整车厂与国电投氢能在做整车配套的联合开发。

柴博士回忆说，2015年前锂电也是一样混乱，骗补（如苏州JMC）等等，我国一味追求高能量密度，当时松下给特斯拉提供的18650系列NCA电池已经到270wh/kg，我们就要做300wh/kg，这个大功率电池重大专项成果结题过去5年多了，到现在也没有实际应用，因为它的安全性太差了，烧了不少车。

现在车载用的大部分是磷酸铁锂系和复合系的电池，能量密度追求的声音早就听不到了，代之为续航里程。然后是宁德时代做了平台化电池才解决批量化生产的问题，而宁德时代的技术源自日本TDK的模块化思路，将TDK的手机自动化产线应用于锂电生产，柴博士说现在我们追求高功率化，但燃料电池未来会像锂电一样集中于模块化标准化平台。

产业生态建设：因地制宜，避免极端

（1)氢气来源多元化，能源结构理性化

柴博士曾多次提醒我，因地制宜的多元化能源体系才是能源安全最理性的选择，氢气的来源也绝不止绿电制绿氢一条路，否则我们又会走向另一个极端。欧美、日韩的氢气都不仅仅是绿氢，工业副产氢和天然气制氢也是重要的氢气来源。

在日本燃油车100多年了，而且现在混合动力效率可以达到50%以上，在这样的情况下只是从替代燃油的角度去考虑，在日本根本就不现实，所以，日本当时很多都不是为了做车来的，车只是一个替代部分，日本是从能源的角度想用海外的氢运到日本来，主要是解决发电的问题。

柴博士认为日本氢车不会全部替代燃油，他们不会在成本悬殊的情况下把石油停下来，所以，日本从来没有说过要停燃油车，他们是有油就用油，没有油就用氢。

从能源的角度来看，日本韩国氢能都是局部替代，都没有对绝对停滞燃油的说法，日本认为完全替代要到2050年以后，即使到2050年还有一部分油也会用，因为燃油技术也不会静止不前。

中国也是一样，能源安全需要综合考虑。中国有的是煤，我们可以减一部分，通过二氧化碳回收用一部分，一方面我们国家有风光资源，各有各的最好的地方，不一定要完全替代，可以用碳交易来做交换。

把清洁能源用来做交换，碳排放高的地区承担一部分减排的责任，在新疆这些地方建光伏电站，拿光伏电来制氢，通过煤炭赚的钱来补贴氢气，把氢用起来，在当地如新疆、内蒙、青海等地就不用燃油车和其他的车，就直接用氢车。

而在东部就用电车，因为城市里电池方便一些，但在农村人口稀疏的地方就不适合用电车，否则充电桩的投资成本就过高了，而且续航里程也不够。

所以柴博士认为不是商用车或乘用车的问题，而是根据具体条件来选择，因地制宜，利用我们国家丰富的氢资源先把这个产业做起来。

技术上的东西争论比较多，但真理只有一个，就像我们看历史一样，中国要彻底摆脱石油依赖，做正确的事情。中国完全可以摆脱，实际上中国对石油的依赖只有一半，现阶段72%的依赖度是因为减少了国内的开采，实际中国的原油比日本要好得多，而且中国煤资源丰富，将来因减排原因煤不能大量使用但煤层气可以用，这部分资源我国极其丰富。

煤层气直接燃烧因为含空气比例高多效果不好且危险，如果将煤层气拿来制氢，一个天然气加两个分子的水变成四个分子的氢，加一个二氧化碳，它的碳排放只有普通煤的1/4，如果把这个资源用好，不一定要把电解水作为主力，用天然气或煤层气制氢相当于减排70%，如果这个方案制氢作为现阶段的主力，中国氢能的成本优势会更明显。

氢能绝对不是电解水制氢一条路，电解水制氢解决不了所有的问题，首先电解水制氢铱不够，碱性电解槽制氢规模又做不上去，这些都是问题，但作为补充是可以的，主要还不是电解水制氢，主要还是煤层气，天然气等制氢。因为如前所述它可直接减少碳排70%。

现在中国进口石油大约5亿吨/年，天然气就是5000万吨，这个就完全可以解决我们的问题了，这5000万吨用气解决，或者2/3用气解决，1/3用光伏解决，整个规划就好做了，否则如果整个规划都用光伏就又走到了另一个极端，太阳能、氢能相互支撑起来我们的能源体系就活了。

柴博士非常看好煤层气，煤层气通过管道运出来直接制氢，实在不行用它来制氨也可以，哪条路都走得通，再次制成甲醇运出来也可以。从全球煤层气资源储量来看，已探明的世界煤层气地质资源量为260万亿立方米。其中，我国煤层气总储量为36.8万亿立方米，占世界总储量的14.2％，居世界第三。

氢不会局限在某一种方式，也许未来我们的核技术更加发达后用热解制氢也是可以的，热解制氢并不是做不了，只是现在成本太高，将来核电站的核不是发电而是直接制氢，用核能制氢或核聚变能量电解水制氢还是可能的。

光伏制氢目前还只能作为补充，因为光伏制氢的运输距离太远，但气可以用管道，把这几个方案拼起来氢能的规划就好做了，目前，我国氢能发展还缺乏从科学角度的顶层设计。所以，在产业布局上就像撒胡椒面，不考虑资源和条件，看起来我国在全球建的加氢站最多但没有效率，有车的地方没有氢，有氢的地方又没有车。

（2）长途输运，液氨效率远超液氢

日本氢气来源也是多种多样，包括工业副产氢、天然气制氢、生物质制氢等，但这些都难以满足规模巨大的发电需求，所以日本规划从制氢成本较低的国家进口氢气，这就需要长途运输。

日本探索在澳洲和文莱等地褐煤制氢，然后通过液态储氢的方式船运回日本。从2013年开始到2018年用5年的时间研究和试点液氢和有机化合物储氢，其中川崎做出了液氢船，从澳洲将液氢运回日本，结果发现一艘万吨的液氢船只能运125吨的氢气，只有1/100的运输量，这个效率太低了；千代田则是三井的方案，从文莱通过甲基环己烷运到日本，日本也需要甲苯，但这个方案也不能满足大规模应用的需求。

所以，日本2018年开始考虑氨，从氨开始改路线，氨运到日本来制氢，这条路线估计还需要2-3年的时间。氨到了日本两条路线：一条是将氨裂解变成氢，另一条路是用氨直接发电，目前这两条路都在试用。

不过液氢最大的好处是可以提纯工业副产氢，一旦液化副产氢里面的杂质就变成固体了，液氢最大的问题还是成本太贵。

液氨可以用油轮来运，液化只需要8.5个大气压，压力不高，这样用油轮运输可以运几十万吨，氨的储氢量是17.5%。如果在国内，从西北往东北和华南地区可以用铁路槽车运输，2500吨的氨可以运输500吨的氢气。中国有的是氨工厂，合成氨是非常简单的技术，一公斤就几块钱。

柴博士认为，在长途运输中除氨以外，目前市场讨论比较多的甲醇也是一种不错的方案，不过甲醇最大的坏处是它不是地球上原有的东西，同样是合成，乙醇比甲醇的方案可能会更优，因为乙醇还有很多其它用途，而且乙醇直接可以用来做燃料，甲醇的分子式是CH?OH，相当于CH2+H2O，可燃烧物是14/32=43.75%的可燃烧物；乙醇的分子式是C2H6O分子量是46，相当于C2H4+H2O，可燃烧物是28/46=58.33%的可燃烧物。乙醇的热值超过煤，它可以直接作为车用或者航空燃料，而甲醇热值太低，需要辅助手段才能做车载燃料。所以，同样要通过催化合成，以合成乙醇为目的要远优于合成甲醇。

但液态阳光的甲醇与煤制甲醇是两条路线，液态阳光的路线用二氧化碳在太阳能作用下与氢合成甲醇成本比较高，而煤制甲醇排放又比较高，煤炭单位热值的排放量最高，制一公斤氢排放十几公斤二氧化碳。

对日本来说，长距离运输氨可能是最好的方案，但对中国来说不同的地区可以采用不同的方案，关键是解决方案要与资源匹配。

（3）氢能应用：氢能是能源，燃料电池是其中的手段

氢能作为应对气候变化的二次能源，已经成为世界主要国家重要的减碳战略。但柴博士说，发展氢能最大的意义在于国家能源安全，实际上，无论日本、韩国、还是欧洲，能源都大量依赖进口，能源发展的趋势是要从地下能源到地表能源，摆脱对地下能源资源的依赖。

发展氢能有利于释放无碳一次能源，促进能源体系清洁低碳化；替代油气，降低油气进口依存度；优化能源终端体系，确保能源供应自主高效。

我国可再生能源的资源禀赋相当于我国峰值能源需求总量的2.7倍，但是需要储能来解决稳定供应问题。氢能既可以解决大规模电力的储存问题，也可以解决将来单一电网不能解决的冶金、化工行业的原料问题。

交通领域的用能在能源体系约占10%左右，将来会成为氢能源应用的主要场景之一，这个领域的应用最大的好处是规模效应明显。而对于未来的大规模可再生能源体量，发展大规模制氢储氢及氢电技术非常必要。

构建由一次清洁能源发电、制氢，形成二次绿色能源“电能、氢能”为终端形态的能源体系，将是推进能源革命和建立现代能源体系的主要路径之一。

柴博士说，氢能要坚定不移地往前走，但氢能和燃料电池不能等同，氢能是能源，而燃料电池是将氢能变成电的一种手段，不是唯一的手段。

柴博士非常看好中国的氢能前景，他在日本通产省，几次参与日本氢能发展规划的编写，之所以回到中国一方面是因为情怀，另一方面也是看到中国在新能源领域的执行力，中国的能源产业是由央企国企主导的，只要国家政策方向明确，就比较容易推动。

而国电投正是一家主导氢能领域的央企，目前，国电投氢能公司已经在北京、宁波、武汉、长春、济南、佛山、日本东京等国内外多个城市实施氢能全产业链布局。在2022年冬奥会及冬残奥会期间，国家电投将投入近 200 辆搭载全自主研发“氢腾”燃料电池系统的氢能大巴，累计出车7205次，接驳人数160697人次，总行驶里程888599公里，累计减排二氧化碳700余吨，做到了“零失误、零故障”，也很好地验证了柴博士30多年氢能领域积累的专业经验。