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构建国际氢能供应链,日本进入氢能发展新时代

2021-09-02 09:42
EnergyVoice
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受制于国内资源短缺(日本的能源供给约94%来源于海外)以及2011年福岛核事故的影响,日本能源对外依存度过高的问题显得格外突出。为摆脱这一困境,加快氢能发展进程迫在眉睫。随着 “基本氢能战略”的发布,日本正在积极推动国际合作,共同构建国际氢能供应链。

日本氢能发展的目标是实现二氧化碳零排放,但根据日本能源经济研究所(IEEJ)的研究报告显示,限于当地的气候和地形条件,日本可再生能源生产成本高于全球平均水平,这直接影响了制氢成本。因此,利用海外可再生能源获取氢能成为日本实现氢能战略的关键。

目前,日本已与多国开启国际氢能供应链合作:

文莱“加氢厂”

世界第一个基于有机液体储氢的全球氢供应链

日本新一代氢能链技术研究合作组(AHEAD)是由千代田、日本邮船、三井物产、三菱商事四家企业联合创办,其在文莱与日本间构建的氢供应链旨在利用文莱建设的天然气工厂重整制氢、再利用千代田开发的Spera氢技术通过轮船将氢气储存和运输到日本、最后在川崎脱氢厂进行脱氢,实现有机液态长距离海运输氢。

该项目已于2020年正式开始运营,预计每年向日本运输210吨氢气,用于发电和交通领域。未来,还将利用文莱的风电资源,开展可再生能源电解制氢,以实现低碳清洁氢的供应。

澳大利亚“制氢厂”

褐煤制氢与液态氢运输

日本无二氧化碳氢能源供应链技术研究协会(HySTRA)所推进的褐煤制氢项目,由澳大利亚电力生产商AGL能源公司和日本川崎重工业公司合作推动,旨在将褐煤转化为氢并配合CCS技术实现零碳排放的氢能生产。

此次液态氢运输所使用的轮船是世界上第一艘载货能力为1250立方米的液态氢运输船,具备长距离运输和低温存储功能,保证了海上液态氢运输的安全性。

该项目于2020年开始运行,望于2030年实现商业化运作。如果项目成功,则澳大利亚的褐煤储量可以提供相当于日本240年的总发电量,同时也能大大降低制氢成本。

沙特阿拉伯“制氢厂”

以“氨”为载体的氢供应链

沙特国家石油公司沙特阿美与日本贸易公司三菱株式会社及工程公司JGC合作构建以氨气为载体的氢供应链。考虑到纯氢较难储存和运输,氨则可以通过现有的基础设施以较低的成本进行处理,沙特阿美选择利用其天然气工厂从天然气中分离氢能制氨,将其运输至日本后,再从氨中分离氢能。

2020年10月,沙特国家石油公司沙特阿美成功将40吨高等级蓝氨(配合CCS技术,使天然气制氨零碳排放)海运至日本,用于零碳发电。未来,沙特阿拉伯有望成为日本最有潜力的合作伙伴。

挪威“制氢厂”

可再生电力制氢

2017年,日本川崎重工与挪威NeL氢能公司达成合作,旨在利用可再生水力发电生产氢能,通过邮轮将液化氢输送到日本,以此实现商业化零排放制氢。该项目预计年制氢约22.5-300万吨。未来,有望实现可再生能源风力发电制氢,并以24日元/Nm3(21.7美分/Nm3)的价格向日本供应液化氢。

机遇和挑战

国际合作对于日本氢能产业的发展、技术改进和成本降低至关重要。通过多次和氢能生产合作伙伴定期的会晤,不断强化国际合作对氢能发展的重要作用,日本已与多国达成协议,未来必定将在国际氢能发展中占据领先地位。

氢能供应链的构建除了需要国际合作,还离不开大量的资金支持,据不完全统计,2013年-2018年,日本政府对氢能项目的研发和补贴投入高达14.58亿美元。随着试点项目的不断成功,日本政府一定会在未来继续加大投入,全面推动“氢能市场”的形成,这为国内外各企业合作共赢提供了极大的便利。

目前,得益于政府和国内外企业的大力支持,日本已步入氢能发展的新阶段,并依旧处于全球氢能发展的领先地位,但从未来很长一段时间看,实现氢能社会依然面临诸多问题和挑战,比如离不开政府补贴,氢能生产技术受限以及成本过高等。尽管如此,相信凭借其长期积累的技术经验以及不断的研究投入,日本将在氢能发展战略的道路上稳步前行。

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