日本能建造全球最先進的氫能社會嗎?
OFweek氫能網訊:盡管完全清潔的能源聽起來很夢幻,但氫確實為這種想法提供著現實的可能。
日本是全球最早提出“氫能社會”愿景的國家,并為此付出了切實的努力。當前全球以氫為燃料驅動的FCV共有約1萬臺,大部分已經上路。而這些在跑的FCV主要來自日本豐田和本田。
但作為島國,日本氫資源缺乏、加氫站基礎設施的推廣管制以及中、美等國在氫能領域的奮起直追,都對日本打造全球最先進氫能社會的期待形成威脅。
用途多樣的氫
氫是宇宙中最豐富的元素,盡管此前并不如現在引人注目,但仍被開發用于眾多工業領域。
例如在工業應用中,氫用于不銹鋼等平滑金屬表面;在石油復合物中,氫被用于脫硫;在半導體、液晶面板和LED的制造中,由于還原能力強和質量輕的特性,氫被用于稀釋原料氣體;在人造黃油和口紅中氫被用作固化劑……就日本而言,從重型大專院校到最先進的高科技,氫已經為日本工業提供了50多年的支持。
不同的是此前氫只用于特殊用途。但現在,氫被視為未來能源應用廣受關注。氫每質量的能量密度是汽油的3倍,遠超石油和天然氣。
在使用上,氫并不會選擇像汽油或液化天然氣一樣燃燒,而是會和氧氣化學反應產生電和熱。燃料電池在汽車和家庭熱電聯產品中的投用證明了這條道路的可行性。
日本領跑全球氫能應用
液化空氣日本總裁兼首席執行官Shiro Yahara從利用太陽能、風能等可再生能源的角度給出了氫的定位。
“可再生能源包括太陽能、風能,受環境和天氣影響具有一定的不穩定性,因此,可再生能源制造的電力有必要以不同的形式進行能量存儲,氫則可以在現有電能不充分時充當橋梁,將存儲在氫中的電能提取出來。”
盡管現在蓄電池的發展也很迅速,容量在持續增加,但蓄電池容量變大的同時,體積、重量也會變大,充電時長也是無法忽視的現實問題,這些矛盾到現在仍沒有得到妥善的處理。但氫卻完全不會被這些問題所困擾。
目前,以氫為燃料驅動的FCV在世界上共有約1萬臺,大部分已經上路。而這些跑起來的FCV主要來自日本豐田和本田。
日本國內的FCV保有量已達3000臺,加氫站數量接近100座,氫能已經展現出在該地區傳統應用領域的使用前景。隨著供應鏈的不斷完善,FCV購買和使用成本的不斷降低,FCV的推廣應用程度將進一步提升。
日本的氫能弱項
使用規模的擴張意味著氫需求量的加大,而這目前是日本的弱項,日本的氫氣制造能力不足。
相較之下,韓國附近就有氫氣制造裝置;歐洲通過輸油管可以將荷蘭的氫氣輸送到內陸;美國已經在德克薩斯州的海灣地區運行了氫氣輸油管,并計劃向擁有5000臺FCV的加利福尼亞州市場進軍,在美國西海岸建設150毫米的液化氫氣工廠。
此外,各國甲烷制氫的利用也在逐漸實用化。污水處理廠生產的沼氣和農業垃圾會產生沼氣,通過重整甲烷也可以制造氫氣。這意味著它們的氫氣來源會非常豐富。
直追日本的美國和中國
整體來看,日本在氫能方面尚處于世界領先地位,但日本國內對此卻并不樂觀:“競爭者們正在步步逼近。”
2017年日本對外發布《氫能基本戰略》,在燃料電池汽車方面提出2020年、2025年、2030和2040年分別達到4萬、20萬、80萬、3000萬輛;加氫站建設方面,2020和2025年分別達到160座和320座,且2025年氫成本降至30日元/立方米的目標。
但由于燃料電池汽車的高售價,加氫站基礎設施的不健全等,日本氫燃料電池車和加氫站的推廣速度遠不及預期。但與此同時,美國和中國的氫燃料電池推廣卻如火如荼,美國加利福利亞現FCV保有量全球居首,而中國的FCV運行數量已達數百臺。
不過,日本企業已經有所行動。在豐田的下一代燃料電池汽車模型中,其目標是將燃料電池系統的成本降低50%。根據這個計劃,全新MIRAI可能比目前的型號便宜得多,在規模化效應下,價格還會更低。
這一點跟電動車此前的處境類似。在電動車剛剛出現的時候,因為價格昂貴、充電設備缺乏,大多數人對電動車的普及持否定態度。但還沒有超過10年,現在電動車和充電設施已經隨處可見。
氫能和燃料電池車也一樣,在政府、公共機關以及企業的共同協力下,氫能和燃料電池會迅速成為未來能源的主角。
加氫站推廣不可規避的問題
加氫基礎設施的普及也是很迫切的問題,雖然日本目前對發展氫能給予了很大支持,但對加氫站建設和運營的管制尚未完全放開。
事實上,日本在加氫站放松管制上已經有了很大進展。比較具有代表性的是1998年“自助加氫站”的出現,允許用戶自主加氫。
同時,由于氫此前長期用于工業用途,因此在法律上被規定為聯合企業和工廠管制。在新的環境背景下,日本之前的“高壓氣體取締法”也被《高壓氣體安全法》所取代。
但管制還是真實存在的,外行通常認為現在隨處可見的加油站舊址上可以直接建設加氫站,但實際上并沒有這么容易。因為有新的防爆設備需求等,這就需要適用于新防爆設備等大型廠房適用的法律出現,相關法規的延遲出臺也會為加氫站的普及造成影響。
不過日本已經采取了新的行動。目前,日本由業界團體與經產省進行協商,已放寬了37項限制規定,預計未來加氫站和加油站保有量的差距會被填補。
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