從日本政府的基本戰略來看,因受本土自然資源稟賦限制,日本更傾向于優先考慮從海外進口氫能。因此,日本氫能社會發展戰略目標首先布局建立海外氫

從日本政府的基本戰略來看,因受本土自然資源稟賦限制,日本更傾向于優先考慮從海外進口氫能。因此,日本氫能社會發展戰略目標首先布局建立海外氫能供給鏈。一方面是為了控制氫能源成本,大規模進口低成本的氫燃料可大大擴大和豐富日本國內零碳氫燃料的市場供給,另一方面還可保證國內使用零排放的氫燃料。 

海外零碳制氫方式主要選擇以下兩種: 

 是利用海外廉價褐煤制氫,利用煤炭、天然氣提純的化石燃料制氫法目前還是最經濟最現實的制氫方法,但這種方法制氫過程排放CO2,必須利用CCS技術才能實現減排; 

 是在可再生能源稟賦條件較好、發電成本較低的國家和地區采用水電解制氫。 

建立國際氫能供給鏈最大的難點就是儲運。目前氫能儲運的方法主要有:高壓、液化、管道、有機氫化物,吸氫合金等。但若從海外大規模進口氫燃料,日本則優先考慮兩種方式: 

 是將氫氣直接轉換為液體,與液化天然氣方法相同,用零下253度的超低溫將氫氣冷卻液化。目前日本正在與澳大利亞合作,共同開發液化氫產業供給鏈。由川崎重工、巖谷產業和電源開發等公司在澳大利亞試開采褐煤,在當地制備、冷卻液化,再通過船舶海運至日本。 

 是利用甲基環已烷儲氫,即利用基于甲苯與甲基環己烷可逆反應的儲氫技術。日本千代田化工建設、三菱商事、三井物產、日本郵船四家公司聯合成立了“新一代氫能源產業鏈技術研究會”,2020年將利用甲基環已烷儲氫從文萊海運至川崎,年供給規模將達到210噸。與此同時,積極開發直接利用氨、甲烷等能源載體,以實現低成本、高效率的氫制備和儲運。 

國內生產則側重利用可再生能源電力制備。近年來,隨著可再生能源固定價格收購制度的推廣,日本可再生能源裝機容量快速增長,但可再生能源發電具有分散性和間歇性及其調控難的特征,對其大量并網運行帶來了很大挑戰,因電網容量有限或火電調峰能力不足而產生的“棄風”、“棄光”現象普遍存在。為此,日本將重點利用電轉氣技術(P2G)擴大可再生能源的利用和普及。P2G技術以氫為媒介打破傳統電力系統和天然氣系統之間的壁壘,利用風力發電、光伏發電等剩余電力電解水生成氫,然后提供給現有的燃氣管道網絡,或者利用電力、水及大氣中的CO2,通過甲烷化反應制造甲烷提供燃氣,從而促進了“氣網—電網”的深度融合。日本現已著手在福島建立世界最大規模的可再生能源制氫示范基地,并在2020年東京奧運會期間為奧運場館、奧運村和奧運交通工具等提供氫能源保障。 

綜上所述,推廣和普及氫能源市場,低成本制氫、供給鏈完善、規模化利用三個條件缺一不可。家用燃料電池、燃料電池汽車是構建氫能社會的基礎,零碳制氫是構建氫能社會的關鍵,而實現大規模氫燃料發電則是氫能社會真正形成的標志。因此,到2030年日本至多能初步形成氫能社會雛形,因為30萬噸氫燃料若全部用于發電,只相當于一臺核電機組的裝機容量,與燃氣火電相比每年僅減排二氧化碳210萬噸。只有到2050年日本才能真正意義上邁入氫能社會。但要實現這一氫能革命目標,當前仍面臨著技術、成本、體制以及基礎設施配套等諸多瓶頸問題。 

[責任編輯:趙卓然]

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