2020年奥运会：东京奥运会可能使氢能在日本大放异彩 - 彭博社

从六本木山的森大厦俯瞰东京市中心。朱利安·斯佩克托聪明的城市设计他们的奥运设施，以在比赛结束后增加价值。然而，东京的领导者不仅仅在考虑房地产：他正在利用2020年奥运会的运动员村来启动向氢能社会的过渡。

氢气作为未来能源的概念已经存在几十年，但到目前为止，它的潜力尚未转化为现实。首先，合成氢气本身是一个耗能的过程，之后必须将其超冷或加压以便运输和使用。为了将氢燃料送到消费者手中，各国需要投资基础设施。而且你还必须说服人们购买一种以更为人知的火箭燃料为动力的新型汽车。

所有这些物理投资都需要额外的成本，东京都知事增田洋一准备支付。他已在一个特别基金中拨出3.5亿美元，以补贴氢燃料电池汽车和加油站，为奥运会做准备。他正在建设一个6000个单元的奥运村，专门使用燃料电池供电。他对这将对东京的空气质量、抵御自然灾害的能力，以及最重要的，显著减少对气候变化的贡献所带来的好处感到兴奋。

彭博社城市实验室对于租户来说，人工智能驱动的筛选可能成为住房的新障碍高盛测试家具销售商Wayfair的债务需求新泽西-纽约市通勤者在最新的交通混乱中被困在公交车和火车上在创纪录的炎热夏季之后，空调强制要求的压力加大如果他的赌注错误，他将把大量公共资源浪费在一个红鲱鱼上，而更便宜的选择已经存在。如果他成功了，东京的投资可能在降低氢燃料成本方面发挥关键作用，使更多人能够获得清洁能源。

启动的高成本

经济起伏不定，扰乱长期融资计划。为了避免这种情况，增泽——最近因其一些个人开支而登上头条——专门为氢社会项目设立了特别基金。主要支出将补贴车辆，以便人们尽管初始价格较高仍能购买。

丰田的氢燃料电池车Mirai的价格接近70,000美元。这比可比的轿车或电池电动汽车贵得多。为了解决这个问题，日本政府提供大约20,000美元的补贴，东京再增加10,000美元，使其与其他商业可行的清洁汽车竞争。不过，如果你无法加油，买一辆车就没有意义，而氢气站的建设成本是普通加油站的五倍。东京将通过对新氢气站提供80%的补贴来改善这一情况，使其与加油站的成本持平。愿景是到2030年，路上有200,000辆燃料电池车和150个活跃的加油站。

我在这个春天与增泽坐下来，当时他在华盛顿特区，我问他，考虑到这些成本，资金有限的城市投资氢能是否有意义。他没有拐弯抹角。

“幸运的是，我们很富有，”增泽告诉CityLab。“这真的是对未来的投资。不仅仅是为了你。城市的未来，日本的未来，我们地球的未来。我认为这值得这样的资金分配。”

政府也提供其他类型的支持。建设氢站的一个成本因素是，氢站必须距离最近的建筑物至少八米，这个距离是加油站的两倍。在东京稀缺的房地产市场中，这额外的四米是有区别的。增泽表示，他希望在年底之前解决这一规定。他还表示，虽然氢车的成本在下降，但旧车的税收将逐渐增加。

好消息是，氢技术已经准备就绪——它经过多年的测试，能够完成它应该完成的任务。简而言之，这个任务是通过氧化还原反应将化学能转化为电能。这比传统的发电厂更高效，后者燃烧燃料以产生机械能来驱动涡轮并生成电能。不过，像任何新技术一样，燃料电池在初期最为昂贵，因为没有规模经济。正如埃里克·韦索夫 在Greentech Media上报道，燃料电池是“一项平淡无奇、亏损累累的业务”，公司们多年来一直在努力实现盈利。

“现在，由于没有市场，每个产品就像一个原型，成本会非常高，”特拉华大学教务长多梅尼科·格拉索说，他在能源和环境领域有丰富的研究经验。“随着规模的扩大，成本会下降。”

成本还来自于对新事物谨慎行事的完全可以理解的本能，这可能导致安全协议的过度建设，麻省理工学院能源教授杨少鸿说，他还是麻省理工学院能源倡议能源存储研究中心的共同主任。

“我们不想发生事故或其他可能提前终止新技术的事情，”与丰田合作开发氢燃料电池的少鸿说。

岛国实验室

东京并不是轻率地进行这项投资。几个因素使这座城市成为氢气的理想测试地点。

首先，日本在自然能源资源方面几乎没有，所以燃料必须从其他国家进口。该国在液化天然气、煤和石油的进口中排名前三；国内来源提供的能源使用不到9%。这导致对国际能源市场的依赖，而这些市场最近变得更加波动，并造成供应链中断的潜在风险。另一方面，氢气可以在任何拥有合适设施的地方合成；它不受数百万年前恐龙死亡地点的影响。氢气服务于能源安全的目标。

能源信息管理局这个岛国位于地震活跃区域，因此任何新的燃料来源都需要能够抵御地震、海啸和风暴。在这方面，燃料电池特别有效，因为它们可以独立于更大的电网运行；它们本质上充当微电网，为单个建筑或车辆供电。此外，Masuzoe指出，如果房屋或学校停电，可以将氢燃料汽车或公交车连接起来作为发电机。

东京的居民中已经有很多人通过公共交通通勤，因此改造汽车行业并不像在美国那样令人生畏。例如，对于那些在东京开车的人来说，氢燃料汽车在与电池驱动竞争对手相比有两个显著优势：加油速度更快——大约三分钟，而大多数电动车需要几个小时——而且Mirai的续航里程为312英里甚至超过了特斯拉。在像东京这样的人口密集的大都市中，建立加油站比在广阔的美国西部建立有用的网络要容易得多。

“没有大城市，你无法找到应对气候变化的好答案。”在住宅方面，燃料电池“非常适合日本家庭，” Shao-Horn说，因为那里的典型家庭消耗的能源仅为美国家庭的一小部分。

将这一倡议与气候变化的阴影分开也是不可能的。这个拥有 世界第六长海岸线 的国家有很多理由担心海平面上升和更强烈的风暴。但这不仅仅是地方利益——它与全球其他城市的经历密切相关。增泽告诉我，他与城市领导者保持密切联系，包括巴黎市长安妮·伊达尔戈和前纽约市长迈克尔·布隆伯格，他们在应对气候引发的干扰方面是盟友。

“没有大城市，你无法找到应对气候变化的好答案，”他说。“当然，国与国之间的关系非常重要，但现在重要的是大城市的网络……我的雄心是让东京成为环保城市的模范。”

这是一个地方对优越感的渴望实际上可以帮助很多其他人的领域。

另一种清洁汽车

燃料电池并不是唯一能实现这些目标的技术。电动汽车的售价已经在$30,000到$40,000之间，未包含$30,000的政府补贴，而它们的加油站灵活地融入了城市环境中，与氢气站不同。

需要明确的是，东京也支持混合动力和电动汽车——他们并不是在选择氢气而忽视这些选项，只是将资金集中在氢气上。但这仍然留下了优化的问题：如果一个政府希望通过3.5亿美元的投资最大化脱碳，集中推动电动汽车扩展是否能比氢气实现更多？

在2011年福岛第一核电站核泄漏后，日本关闭了其核电，导致对化石燃料的能源依赖加重。美联社照片/木村正雅，池将那笔特别基金用于电动车可以更快地让更多清洁车辆上路，并绕过东京房地产市场中氢气站的棘手问题，但这并不一定能消除更多温室气体。这是因为电力必须来自某个地方，而目前93%的日本电力来自化石燃料（当日本因2011年福岛核泄漏关闭核电站时，这一比例上升了）。在电网未清洁之前，日本的电动车不会真正清洁。

当然，氢气也来自某个地方。要理解其最终的环境影响，Grasso表示，我们需要进行全面分析，考虑氢气生产的排放和副产品。目前，大多数合成氢气来自一种称为蒸汽甲烷重整的过程，这会排放二氧化碳。考虑到氢气生产释放的碳，氢燃料电池车每行驶一英里仍能将温室气体排放减少一半或更多，相较于一辆30英里每加仑的汽油车。用清洁能源电解制氢也是可能的，但目前成本大约是其两倍。这是零碳社会的一种愿景：零排放氢气合成为所有汽车和房屋提供燃料。

“你需要的是一个概念验证，某种你将要追求的理想。”考虑到日本当前的能源来源，建立一个清洁动力的氢供应链看起来比去碳化电网要容易得多。氢燃料电池的好处不仅限于汽车行业。工厂大量使用化石燃料，这意味着它们生产的产品具有更大的碳足迹。许多行业本身就使用氢进行化学合成，并将从更便宜和更清洁的供应中受益。“很多人不明白，当他们购买产品时，这些资源的创造过程中消耗了大量的能源和产生了副产品，”Grasso说。基于燃料电池的工厂将减少这种情况。

国际趋势引领者

这一氢转型最深远的遗产可能在于它如何改变世界其他地方的竞争格局。

“利用奥运会作为激励和真正转变基础设施的一种方式是非常令人兴奋的，”麻省理工学院的Shao-Horn说。“无论他们学到了什么，我认为这将使其他希望朝这个方向发展的城市、州或国家受益。”

在第二次世界大战后的几年里，美国投入了数百万美元用于研究和建立民用核电站。这些经验促使其他几十个国家建立自己的核电，通常比首个进入者便宜得多，后者在这个过程中不得不摸索。日本在关闭其核电舰队后，现在可以在氢燃料电池方面发挥引领作用。

“你需要的是一个概念验证，某种你将要追求的理想，”环境工程师Grasso说。“如果你能证明像氢社会这样的东西可以在东京这样的城市中运作，那么接下来就是如何扩展它，如何确保所有附带后果都得到解决，而你只有通过测试才能真正做到这一点。”

正如市长所宣称的，东京有资金来押注于这项长期酝酿的技术。如果它没有起飞，那么Masuzoe就为更清洁的当地空气支付了溢价。如果其他城市听到这个信号并跟随，那么毫无疑问，谁将赢得模范环保城市的称号。