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氫能成日本新一代能源戰略主體



圖為水電解制氫裝置。蘇海河攝

橫濱是日本最早開放的港口城市,也是日本最著名的地方城市之一。近來,在智慧城市、花園城市建設方面,橫濱又有新動作。

從橫濱中華街東門出口的山下公園,可以眺望對面橫濱港瑞穗碼頭高高矗立的一座風力發電機,這就是橫濱氫電實證項目主要基地。2017年,該實證項目正式啟動運行。用風力發電機發電,電力驅動水電解裝置將自來水分解成氫氣和氧氣,氫氣回收后加注給燃料電池驅動的公交車及工廠倉庫用叉車。這一完整產業鏈,實現了二氧化碳零排放。隨著實證過程中技術設備的不斷改進,完善后的實證結果,將為日本國家新能源發展戰略提供決策依據。

這一項由神奈川縣、橫濱市、川崎市、巖谷產業株式會社、東芝公司、豐田汽車公司、橫濱國立大學等共同參與,堪稱日本式產官學聯合研發的代表。為爭取市民的參與和支持,風力發電站建設資金除政府資助外,有55%的份額由橫濱市民購買債券集資而成。

風力發電站由中國、德國、瑞士等各國產品組建,其年發電量210萬千瓦時,相當于600戶家庭居民用電量。但是,風力發電容易受季節天氣影響,發電量不穩定。為此,該項目利用廢舊電動汽車、油電混合動力汽車的淘汰電池建設了儲電箱,可保證制氫裝置兩天的用電量。生產的氫氣就地高壓儲存,另有兩臺氫氣加壓車負責將氫氣送到用戶廠區,并加注給燃料電池車輛。目前,橫濱市內已擁有燃料電池公交車2臺,新年度內還將采購2臺。市政府公務用車中已有燃料電池車13臺,并規定今后公務用車一律采用燃料電池汽車,工廠倉庫的燃料電池叉車已發展到12臺,這是日本第一個成型的區域性新能源實證系統。

關于選擇叉車實驗的理由,橫濱市官員齋藤說,工廠及商品市場倉庫處于封閉狀態,而且需要低溫作業。燃料電池車輛實現了無排放,可以保證倉庫空氣清新。此外,燃料電池車不僅在低溫條件下比電力叉車性能優越,而且3分鐘充氣比電動車輛8小時充電效率更高。齋藤介紹說,該系統自2017年啟動以來運轉正常,收益不斷提高,目前向市民發放的債券已經全部償還。

日本政府將氫氣作為新一代能源戰略的主體。目前,在日本市場兩款氫燃料電池汽車累計銷售3000臺,與電動汽車一起成為內燃發動機車輛的換代產品。根據日本政府201712月份制定的新能源發展基本戰略,到2030年日本將確定氫再生能源支柱地位和制造技術,構筑國際新能源供應鏈,使氫氣產量從目前每年4000噸發展到30萬噸,降低制造成本三分之二,在實證測驗基礎上建立氫發電商業產業體系,將氫加氣站從目前的100所擴建至900所,將燃料電池汽車保有量提升至80萬臺,將公交車及作業鏟車增加至1.2萬臺,將家庭用發電設備提升至530萬臺以上。長期目標則是氫產量達到年產1000萬噸以上,使氫發電成本降低至目前天然氣價格水平。其中,重點普及家用燃料電池發電成套設備,實現發電、取暖、熱水等配套聯產。

目前,日本產業界也在積極推動氫能源的普及。2015年,豐田汽車公司提出將5680件燃料電池汽車技術專利免費開放,其中關于氫氣生產技術加氫站建設技術的70件專利,無限期開放。其他專利開放至2020年,目的是要帶動世界性氫燃料技術的普及發展,培養市場規模,以期將來在更大的市場中獲得利益。據介紹,橫濱市政府的新辦公大樓將于2020年正式啟用。屆時,全部電力、熱源將產自專門配備的氫能源發電機組。

在日本,氫燃料相關產業正在迅速起步。日本最早生產汽油加油機、計量器的龍野公司,目前仍占有國內市場60%以上份額,產品同時出口東南亞、歐洲、非洲等70多個國家。近年來,該公司研發的高壓氫流量計量器,被稱為最準確的流量檢測儀。公司社長龍野廣道認為,氫燃料的普及將帶動世界能源產業革命,今后隨著家庭氫燃料電池的普及,運輸、供應、測量也將成為后加油站時代的主力產品。

盡管前景良好,但日本實現氫能源基本戰略也面臨一些瓶頸。一是如何提高技術降低氫氣生產成本;二是如何提高氫發電效率;三是如何降低燃料電池汽車成本,不再依靠政府補貼來實現普及。

近日,有消息稱日本政府決定增加補助金,加快加氫站建設速度,提前實現建設1000座加氫站的計劃。在破解了雞與蛋的發展順序矛盾之后,日本的氫能源發展有可能走上快行道。

作者:蘇海河
來源:經濟日報
時間:2019-04-17
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