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構(gòu)建國(guó)際氫能供應(yīng)鏈,日本進(jìn)入氫能發(fā)展新時(shí)代

受制于國(guó)內(nèi)資源短缺(日本的能源供給約94%來(lái)源于海外)以及2011年福島核事故的影響,日本能源對(duì)外依存度過高的問題顯得格外突出。為擺脫這一困境,加快氫能發(fā)展進(jìn)程迫在眉睫。隨著 “基本氫能戰(zhàn)略”的發(fā)布,日本正在積極推動(dòng)國(guó)際合作,共同構(gòu)建國(guó)際氫能供應(yīng)鏈。

日本氫能發(fā)展的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)二氧化碳零排放,但根據(jù)日本能源經(jīng)濟(jì)研究所(IEEJ)的研究報(bào)告顯示,限于當(dāng)?shù)氐臍夂蚝偷匦螚l件,日本可再生能源生產(chǎn)成本高于全球平均水平,這直接影響了制氫成本。因此,利用海外可再生能源獲取氫能成為日本實(shí)現(xiàn)氫能戰(zhàn)略的關(guān)鍵。

目前,日本已與多國(guó)開啟國(guó)際氫能供應(yīng)鏈合作:

文萊“加氫廠”

世界第一個(gè)基于有機(jī)液體儲(chǔ)氫的全球氫供應(yīng)鏈

日本新一代氫能鏈技術(shù)研究合作組(AHEAD)是由千代田、日本郵船、三井物產(chǎn)、三菱商事四家企業(yè)聯(lián)合創(chuàng)辦,其在文萊與日本間構(gòu)建的氫供應(yīng)鏈旨在利用文萊建設(shè)的天然氣工廠重整制氫、再利用千代田開發(fā)的Spera氫技術(shù)通過輪船將氫氣儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)饺毡、最后在川崎脫氫廠進(jìn)行脫氫,實(shí)現(xiàn)有機(jī)液態(tài)長(zhǎng)距離海運(yùn)輸氫。

該項(xiàng)目已于2020年正式開始運(yùn)營(yíng),預(yù)計(jì)每年向日本運(yùn)輸210噸氫氣,用于發(fā)電和交通領(lǐng)域。未來(lái),還將利用文萊的風(fēng)電資源,開展可再生能源電解制氫,以實(shí)現(xiàn)低碳清潔氫的供應(yīng)。

澳大利亞“制氫廠”

褐煤制氫與液態(tài)氫運(yùn)輸

日本無(wú)二氧化碳氫能源供應(yīng)鏈技術(shù)研究協(xié)會(huì)(HySTRA)所推進(jìn)的褐煤制氫項(xiàng)目,由澳大利亞電力生產(chǎn)商AGL能源公司和日本川崎重工業(yè)公司合作推動(dòng),旨在將褐煤轉(zhuǎn)化為氫并配合CCS技術(shù)實(shí)現(xiàn)零碳排放的氫能生產(chǎn)。

此次液態(tài)氫運(yùn)輸所使用的輪船是世界上第一艘載貨能力為1250立方米的液態(tài)氫運(yùn)輸船,具備長(zhǎng)距離運(yùn)輸和低溫存儲(chǔ)功能,保證了海上液態(tài)氫運(yùn)輸?shù)陌踩浴?/p>

該項(xiàng)目于2020年開始運(yùn)行,望于2030年實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)作。如果項(xiàng)目成功,則澳大利亞的褐煤儲(chǔ)量可以提供相當(dāng)于日本240年的總發(fā)電量,同時(shí)也能大大降低制氫成本。

沙特阿拉伯“制氫廠”

以“氨”為載體的氫供應(yīng)鏈

沙特國(guó)家石油公司沙特阿美與日本貿(mào)易公司三菱株式會(huì)社及工程公司JGC合作構(gòu)建以氨氣為載體的氫供應(yīng)鏈。考慮到純氫較難儲(chǔ)存和運(yùn)輸,氨則可以通過現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施以較低的成本進(jìn)行處理,沙特阿美選擇利用其天然氣工廠從天然氣中分離氫能制氨,將其運(yùn)輸至日本后,再?gòu)陌敝蟹蛛x氫能。

2020年10月,沙特國(guó)家石油公司沙特阿美成功將40噸高等級(jí)藍(lán)氨(配合CCS技術(shù),使天然氣制氨零碳排放)海運(yùn)至日本,用于零碳發(fā)電。未來(lái),沙特阿拉伯有望成為日本最有潛力的合作伙伴。

挪威“制氫廠”

可再生電力制氫

2017年,日本川崎重工與挪威NeL氫能公司達(dá)成合作,旨在利用可再生水力發(fā)電生產(chǎn)氫能,通過郵輪將液化氫輸送到日本,以此實(shí)現(xiàn)商業(yè)化零排放制氫。該項(xiàng)目預(yù)計(jì)年制氫約22.5-300萬(wàn)噸。未來(lái),有望實(shí)現(xiàn)可再生能源風(fēng)力發(fā)電制氫,并以24日元/Nm3(21.7美分/Nm3)的價(jià)格向日本供應(yīng)液化氫。

機(jī)遇和挑戰(zhàn)

國(guó)際合作對(duì)于日本氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、技術(shù)改進(jìn)和成本降低至關(guān)重要。通過多次和氫能生產(chǎn)合作伙伴定期的會(huì)晤,不斷強(qiáng)化國(guó)際合作對(duì)氫能發(fā)展的重要作用,日本已與多國(guó)達(dá)成協(xié)議,未來(lái)必定將在國(guó)際氫能發(fā)展中占據(jù)領(lǐng)先地位。

氫能供應(yīng)鏈的構(gòu)建除了需要國(guó)際合作,還離不開大量的資金支持,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),2013年-2018年,日本政府對(duì)氫能項(xiàng)目的研發(fā)和補(bǔ)貼投入高達(dá)14.58億美元。隨著試點(diǎn)項(xiàng)目的不斷成功,日本政府一定會(huì)在未來(lái)繼續(xù)加大投入,全面推動(dòng)“氫能市場(chǎng)”的形成,這為國(guó)內(nèi)外各企業(yè)合作共贏提供了極大的便利。

目前,得益于政府和國(guó)內(nèi)外企業(yè)的大力支持,日本已步入氫能發(fā)展的新階段,并依舊處于全球氫能發(fā)展的領(lǐng)先地位,但從未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間看,實(shí)現(xiàn)氫能社會(huì)依然面臨諸多問題和挑戰(zhàn),比如離不開政府補(bǔ)貼,氫能生產(chǎn)技術(shù)受限以及成本過高等。盡管如此,相信憑借其長(zhǎng)期積累的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)以及不斷的研究投入,日本將在氫能發(fā)展戰(zhàn)略的道路上穩(wěn)步前行。

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