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丰田战略难题之三:氢是很复杂的问题(中)

日本氢能计划是无根之木

2003年日本发布《第一次能源基本计划》,首次提出“氢能社会”构想。2017年出台《氢能源基本战略》,将构想提升至国家战略高度。

氢能基本战略提出实现氢能社会的十大项基本战略,主要目标:

氢气成本:2030年构建商业规模的供应链,每年采购约30万吨的氢气,实现约30日元/Nm3的目标。2030年以后,扩大国际氢气供应链,设定20日元/ Nm3的目标,是目前价格的1/5以下,实现与汽油、液化天然气(LNG)等传统能源价格相当。

燃料电池汽车(FCV)、加氢站:FCV到2020年约有4万辆、2030年约为80万辆;加氢站到2020年有160座、2030年有900座。为实现这些目标,除了降低氢气供应成本外,FCV将量产化和低价格化,进一步提高续驶距离,并进行加氢站的战略性建置。在2020年代后半期,加氢站和FCV可以自立化,以及在低成本化下,未来FCV可以替代汽油车。

家庭用燃料电池(ENE-FARM):到2030年累计有530万台。在2020年前后实现PEFC(质子交换膜型)80万日元,SOFC(固态氧化物型)100万日元的价格目标,并且迈向自立化普及。未来目标希望可以替代家庭的传统能源系统。

氢气发电:中长期当再生能源扩大导入时,氢气发电可以做为必要的调度电源和备用电源,是实现低碳化的有力手段。目标是实现与现有LNG火力发电同等的成本竞争力,12日元/kWh(先发电,电解制氢,再用氢发电,成本还要低于火力发电,有可能吗?)。

构建国际氢供应链:将海外廉价的未使用能源,结合碳捕集与封存(CCS)技术,或者大量采购从廉价的再生能源制造的氢气等方式,促进氢气成本的降低。开发能够高效输送和储存氢气的能源载体技术,例如以氨和甲烷等做为能源载体(等于进口氨或甲烷,再制成氢气)。

2019年版《氢·燃料电池战略路线图》调整了规划,确定了建立全球氢能供应链的“蓝氢”路径与依托可再生能源的“绿氢”路径并存的路线图,“面向2050年应放眼于尝试可再生能源、核能、氢能、蓄电池等多项路径选择,旨在实现能源转型与零排放目标”。

2000年经产省启动“完善燃料电池普及基础千禧年项目”,2002年丰田公司与本田公司相继发售世界燃料电池车。本田公司此时搭载的还是巴拉德动力电池堆,2004年推出搭载自主研发电池堆的车型。在家用燃料电池方面,经产省于2003年启动全国范围定置型燃料电池实证项目。

2018年4月,澳大利亚AGL能源公司和日本川崎重工业公司宣布,在澳大利亚维多利亚州拉特罗贝河谷建造一座煤气化厂,测试将褐煤转化为氢气的可行性,然后将其液化后运回日本。计划2020年完成初步试验示范,2030年实现商业化运作。

2021年日本开始从澳大利亚运输液态氢。目前澳大利亚褐煤制氢成本只有29.8日元/标准立方米(约27美分/标准立方米)。尽管成本很低,但煤气化制氢与直接燃煤发电一样有污染。日本把氢运走了,把碳留在了澳大利亚。

但是,澳大利亚首席科学家 Alan Finkel 在华盛顿特区向由政府科学家组成的国际听众发表演讲时却说澳大利亚利用太阳能发电来生产氢气,如何使其他国家有机会“大规模地运输阳光”,并帮助世界大幅减少碳排放。

2017年7月,日本氢能源产业链技术发展协会与文莱达成协议,以文莱液化天然气厂的副产品通过蒸汽重整生产氢气,将甲苯加氢生成液态甲基环己烷,可以常温常压下储存和运输,运到日本后再脱氢分解成甲苯和氢。氢气作为燃料用于另一个热电厂的示范项目,而甲苯返回文莱,再次利用。2020年5月,日本启动了从文莱到日本的国际氢能运输项目。

2020年10月,日本首次从沙特进口蓝氨用于发电,并将在此过程中捕获的30吨二氧化碳用于沙特基础工业公司旗下Ibn-Sina工厂的甲醇生产,捕获的另外20吨二氧化碳用于沙特阿拉伯国家石油公司的乌德曼尼亚油田以提高原油采收率。蓝氨是由3份氢和1份氮组成的化合物,按重量百分比含有18%的氢,是全球广泛交易的化工产品,在火力发电厂燃烧时,不排放二氧化碳。

到目前为止,日本已经启动了将氢能从国外运回国内的3条途径。

2020年12月18日,总部位于澳大利亚珀斯的独立油气、能源及替代燃料咨询公司普洛托斯国际咨询公司对日本当前3条途径氢气价格(包括资本支出)的评估是,碱性电解氢为14.02美元/千克,质子交换膜(PEM)电解氢为16.26美元/千克,不含碳捕集存储的甲烷水蒸气重整(SMR)制氢为3.79美元/千克。

普氏能源资讯公司首席顾问君士坦丁·塞斯梅利斯表示:“参考2035年前日本液化天然气和煤炭的长约定价,在可预见的未来,日本无论进口灰氢、蓝氢或绿氢用于发电,成本都将高于天然气和煤炭发电的成本。”

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