氫能廿年| 甄子健:日本氫能發展觀察及其戰略走向
2021年12月14日,由上海燃料電池汽車動力係統有限公司(簡稱:上燃動力)主辦的2021氫能產(chan) 業(ye) 高峰論壇在上海舉(ju) 行。本次論壇以“氫能廿年 燃動未來”為(wei) 主題,政府主管部門領導、國內(nei) 外相關(guan) 氫能領域專(zhuan) 家、示範應用企業(ye) 負責人及相關(guan) 產(chan) 業(ye) 代表,圍繞國內(nei) 外氫能產(chan) 業(ye) 發展裏程、構建氫能經濟助力實現“雙碳目標”等熱點話題、議題展開深入探討。
會(hui) 上,中國駐大阪總領事館經濟商務處科技領事甄子健,發表《日本氫能發展觀察及其戰略走向》演講。
以下為(wei) 演講實錄:
各位領導,各位專(zhuan) 家,各位嘉賓下午好,今天在這裏給大家匯報一下,日本氫能發展觀察及其戰略走向。
17年之前,超越二號在上海參加必比登一個(ge) 照片,車輛取得了很好的成績。它不光是性能跑出來了,可靠性等方麵也都得到很好的提升。
2004年以後,我們(men) 開始準備奧運會(hui) 車輛,500多輛車在奧運會(hui) 上得到了應用,奧運會(hui) 之後就可以啟動了十城千輛的工程。回顧二十多年有一些感慨,還是要一步一步往前走。
在這裏跟大家一起看一下,日本這二十年,在氫能和燃料電池方麵發展走的一個(ge) 什麽(me) 樣的路。
2017年之前,日本主要是兩(liang) 條路,第一條燃料電池汽車,第二條定製式熱電聯供的係統。燃料電池方麵比我們(men) 早一些,豐(feng) 田在1996年推出一個(ge) 樣車。本田是在1999年推出來樣車。當時采用的都是巴拉德係統。
到了2002年左右,日本開始用它自己的係統零部件來裝車,來做實證實驗,從(cong) 2002年大概到2013年、2014年期間,進行了三期GFC的試驗項目,在這個(ge) 過程當中車輛的技術,包括零部件得到了飛速發展。
2014年12月份,豐(feng) 田氫燃料車上市,本田相關(guan) 的車輛,計劃2015年,後來拖到2016年上市。到現在為(wei) 止,日本有169個(ge) 加氫站。他們(men) 的發展同樣也有一些不太順利的地方。
比如,燃料電池加氫係統還沒有建起來,另外,2021年日本又出台了一個(ge) 新政策,繼續對燃料電池包括車輛、加氫站進行補貼,明年還要擴大補貼,使得小型的站上電解水的重整製氫,也要對這個(ge) 小型站補貼,發力並繼續突破一些發展情景。
另一條路,熱電聯供這個(ge) 係統。日本比較善於(yu) 先去做技術的實驗,在2002年到2008年間,做了實證實驗,到底這個(ge) 多大功率用是適合的,各個(ge) 廠家最後定了一個(ge) 型。
2009年,大規模補貼下,氫燃料車型價(jia) 格下滑,保有量上升。隻不過現在因為(wei) 氫的供應跟不上去,很多氫係統前麵裝了一個(ge) 天然氣的重整係統製氫,再用氫來發電。將來如果氫能發展起來了,這塊也是很大的一塊應用領域,下一步日本還計劃在工廠、寫(xie) 字樓等等地方推廣應用。
2017年,日本出台了世界上的第一步這個(ge) 氫基本戰略,這是一個(ge) 比較大的突破。整個(ge) 的日本,從(cong) 政府到科技界,到產(chan) 業(ye) 界,都圍繞氫的基本戰略,製定了一些其他能源戰略,低碳戰略。
日本的技術,日本還是遙遙領先的,中國、美國、韓國屬於(yu) 第二方陣,接下來是德國。企業(ye) 方麵,在全球脫碳技術,排名前20位企業(ye) 中有日本企業(ye) 11家,美國企業(ye) 5家,韓國和德國企業(ye) 各2家。燃料電池汽車、氫基礎設施、電動汽車EV等領域技術領先的豐(feng) 田汽車排第一位、本田汽車排第九位。在二氧化碳分離回收、封存或利用等技術領先的三菱重工排第三位,在工業(ye) 設備電氣化、高效功率半導體(ti) 等技術領先的日立製作所排第六位。
關(guan) 於(yu) 日本的氫能發展戰略,目前比較成體(ti) 係的。
剛才提到的2017年氫的基本戰略,還有2019年出台的氫燃料電池戰略路線圖,2021年的6月出台的碳中和,綠色成長戰略,還有一個(ge) 十月第六次能源計劃,這裏麵碳中和是最高位的,能源計劃是次之。
具體(ti) 落實氫基本戰略,所有的指標都在這三個(ge) 戰略裏,這個(ge) 路線圖是為(wei) 實現氫基本戰略,從(cong) 技術上做一些部署的。這裏可以看出來,從(cong) 氫的量上來看,有一個(ge) 很大調整。
2017年氫戰略提出來到2030年是30萬(wan) T氫。今年出台這兩(liang) 個(ge) 戰略裏,提高到300萬(wan) 噸,到2050年原來提出來是1000萬(wan) 噸,現在改到了2000萬(wan) 噸。
在從(cong) 成本來看,沒有什麽(me) 大的變化,原來提的就是到2030年是1標方氫30日元,到2050年1標方降到20日元,基本小於(yu) 低於(yu) 火電成本,這是他們(men) 的目標。
從(cong) 車輛來看,也沒有太大變化,原提出來燃料電池汽車2030年80萬(wan) 輛,到後麵還是提高電堆技術降低成本代替燃油車。加氫站2030年900座,之後提高經濟性,代替加油站。
剛才提到熱電聯供係統,定製式的2030年到530萬(wan) 台,以後的目標不僅(jin) 僅(jin) 是家用,辦公場所,學校、醫院,都要代替過去的舊的能源係統。同時實現用氫來發電,並提出來到2030年到30萬(wan) 噸,成本是1千瓦時17日元,2050年500-1000萬(wan) 噸。
為(wei) 了提高整個(ge) 社會(hui) 對脫碳轉型的投資,2021年5月,日本發布了《氣候轉型投資基本指南》,同時指南配套了《鋼鐵業(ye) 脫碳發展技術路線圖》,路線圖主要是2050年實現碳中和為(wei) 目標,提綱在鋼鐵業(ye) 在高爐、電路、連鑄、軋製等不同工序,規劃以氫代煤的主路線。
在氫的製造方麵,日本采用水電解製氫、核能製氫,光解水製氫,後兩(liang) 個(ge) 還是研究階段。核能製氫這塊,今年已經立項,準備明年啟動。
光解水製氫,過去有一個(ge) 光合成組合,大概有七八個(ge) 企業(ye) 和大學聯合。計劃2021年結束,能夠使廣電轉化效率達到10%。
還有生物質、有機物製氫。生物質方麵,有一個(ge) 比較低成本的,這個(ge) 已經建出裝置了,大概現有1標方大概是24-38日元。
還有生物質垃圾,生物質製氫,化石能源製氫及工業(ye) 副產(chan) 氫等方麵。比較有特點的是,日本的儲(chu) 氫材料,壓力非常低,一個(ge) 是不使用貴金屬鋁鐵的儲(chu) 氫合金,現在這個(ge) 還需要高的壓力和過溫度,也在繼續推進;京都大學已經實現了氮氣儲(chu) 存,三邊30CM立方體(ti) 內(nei) 能儲(chu) 存10公斤氮氣,可以高壓氣瓶六分之一。
在工業(ye) 原料這塊,三菱重工和日立等大的企業(ye) ,在發展氫的火力發電,逐漸提高混淆比例,包括燃氣脫瓶現在也在積極開發。還有三菱重工英國子公司,今年9月建了一個(ge) 小型的實驗高爐,可以用氫作為(wei) 燃料,一次性處理鐵礦石800kg,計劃2028年建成標準身高的80米的高爐,每年處理能源25萬(wan) 噸。
燃油方麵,最大的石油公司,ENEOS它和一個(ge) AI公司,從(cong) 化學組合上做文章,要去改變結構,最後通過氫氣和二氧化碳形成業(ye) 態燃料,主要是保證他的加油站係統,這是這塊。
總結一下,趨勢方麵,我感覺到日本會(hui) 按照剛才說的這幾個(ge) 戰略繼續推進,而且在這其中最早出台《綠色成長戰略》,最近很多專(zhuan) 家組討論修改,要和後邊這幾個(ge) 戰略更好的結合。另外一個(ge) 情況,他在出台這一台《能源基本計劃》的時候比較糾結,沒有核能壓力非常大,所以說從(cong) 另一個(ge) 角度,對氫能可再生能源也是一個(ge) 促進作用。
第二個(ge) 趨勢,日本政府近期要組織氫製造、儲(chu) 運、利用一體(ti) 化實證示範,用或政策綠色創新基金,培育具有競爭(zheng) 力的日本技術模式。
第三個(ge) ,要在氫供給中,強調國際供應網絡布局與(yu) 國內(nei) 自產(chan) 自用相結合,和石油一樣氫轉換以後也在自己布局。另外政府企業(ye) 在氫的儲(chu) 運,氫的利用當中,注重形成國際通用的社會(hui) 實裝模式,來獲得海外市場。他們(men) 想塑造這個(ge) 標準製定。
第四個(ge) ,借助國際碳減排、碳中和大潮,在已有車輛和定置熱電聯供係統基礎上,讓氫更廣泛參與(yu) 到直接碳中和、燃料代用、工業(ye) 流程中,這是一個(ge) 比較大趨勢。
第五個(ge) ,有一些專(zhuan) 家強調,燃料多樣性包括大氣當中直接回收二氧化碳變成燃料,而且他們(men) 期待日本能由化石燃料的進口國,轉變為(wei) 氫合成燃料出口國,這也得到了剛才說那些大石油公司的讚同,他們(men) 也非常努力布局,希望盤活現有基礎設施。
最後一個(ge) 趨勢,整個(ge) 技術來看,燃料電池汽車和氫熱電聯供係統,這項技術他是在等待氫的環境,有一些推進,但是不如其他領域推進的快。現在推進比較快的,就是下麵的這些。一個(ge) 是氫和氨,還有二氧化碳的互換,還有大規模電解質氫,第三個(ge) 太陽光解水製氫、有機氫化物儲(chu) 氫在加強。
我的分享就到這裏,謝謝大家。
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