去福島 看日本怎樣構(gòu)建氫能社會(huì)

福島氫能源研究基地。拍攝：侯瑞寧

　　福島縣浪江町的晝與夜重新流動(dòng)了起來。

　　11月的冬陽下，身著白色工服的施工隊(duì)伍正在推土平地，運(yùn)輸車穿行其間。一家名為四季料理·味感佐藤的餐廳，迎來了更多客人。餐廳墻壁上掛著日本首相安培晉三“桃李自芳”的手跡，成為景觀之一。

　　這里曾淪為“鬼城”。八年前，福島發(fā)生9級(jí)地震和大海嘯，福島第一核電站遭到破壞發(fā)生核泄漏。

　　距離核電站僅20公里的浪江町，損毀嚴(yán)重，上千人下落不明，幸存下來的居民全部搬離。

　　福島因核而興，也因核而敗。因?yàn)閾碛械谝缓?、第二兩大核電站，這里曾是日本電力大縣。2011年“3·11”地震后，福島兩座核電站遭遇廢棄，農(nóng)田受到輻射污染，農(nóng)副產(chǎn)品出口銳減九成。

　　浪江町的山林間，至今仍堆放著數(shù)千個(gè)大型黑色塑料袋，里面裝著被污染的土壤。福島縣仍有超過4萬人過著避難生活，約2.3%的土地仍被劃為“返鄉(xiāng)困難區(qū)域”。

　　浪江町再次熱鬧起來是在2018年。

　　去年8月，日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)（NEDO）、東芝能源系統(tǒng)、東北電力及巖谷產(chǎn)業(yè)合作，開始在浪江町建設(shè)利用可再生能源制氫的氫能源系統(tǒng)——福島氫能源研究基地（Fukushima Hydrogen Energy Research Field，下稱FH2R），大量的施工隊(duì)伍來到這里，開始一場(chǎng)為了“復(fù)興”建設(shè)。

　　FH2R是目前世界上規(guī)模最大的可再生能源制氫工廠，占地總面積為22萬平方米。其中18萬平方米為太陽能發(fā)電區(qū)域，4萬平方米為制氫車間，系統(tǒng)裝置具備1萬千瓦制氫能力。

　　FH2R的氫氣生產(chǎn)能力為2000立方米/小時(shí)，年產(chǎn)量900噸，可滿足1萬輛氫能源汽車一年的氫能所需。

　　福島希望依靠FH2R恢復(fù)其能源大縣的地位。

　　11月12日，界面新聞?dòng)浾咴诂F(xiàn)場(chǎng)看到，F(xiàn)H2R的制氫車間已經(jīng)建設(shè)完畢，太陽能發(fā)電區(qū)域的光伏板還在安裝過程中。

　　與日本另外兩家采用油氣制氫技術(shù)不同，F(xiàn)H2R采用的是水電解制氫技術(shù)。工廠所用電力均來自太陽能，發(fā)電量為20萬千瓦/年。

　　按照計(jì)劃，該工廠將于2020年6月正式投產(chǎn)運(yùn)營(yíng)，東京奧運(yùn)會(huì)期間，為豐田氫能汽車提供動(dòng)力支持。

　　FH2R的建設(shè)運(yùn)營(yíng)采用了產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的形式。作為日本政府經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省下面的獨(dú)立行政法人機(jī)構(gòu)，NEDO負(fù)責(zé)技術(shù)研究；東芝公司負(fù)責(zé)制氫設(shè)備的研制；東北電力公司負(fù)責(zé)太陽能發(fā)電與大數(shù)據(jù)管理；巖谷產(chǎn)業(yè)公司（iwatani）負(fù)責(zé)生產(chǎn)與氫能輸送。

　　運(yùn)營(yíng)這座氫能工廠最大的挑戰(zhàn)是如何保證穩(wěn)定的電力供應(yīng)。NEDO氫能部統(tǒng)括研究員大平英二稱，如遇到陰天或梅雨季節(jié)，太陽能提供的電能可能會(huì)下調(diào)。如何實(shí)現(xiàn)制氫、儲(chǔ)藏與電力系統(tǒng)供需平衡的最佳組合，是行業(yè)面臨的共同課題。

　　盡管如此，日本政府仍對(duì)這一項(xiàng)目寄予厚望。“FH2R制氫工廠運(yùn)營(yíng)成熟后，會(huì)將多余的太陽能電力融入東北電力公司的電網(wǎng)。整個(gè)模式會(huì)復(fù)制到其他地區(qū)，日本將由此進(jìn)入氫能社會(huì)。”大平英二說。

世界最大的制氫工廠——福島氫能源研究站。拍攝：徐靜波

　　福島核事故后，可再生能源開始成為日本的主力電源。去年7月，日本政府在內(nèi)閣會(huì)議上通過了新修訂的《能源基本計(jì)劃》提出，到2030年，太陽能、風(fēng)能等可再生能源發(fā)電在總發(fā)電量中的比例提高至22%-24%。

　　核電則被定位為基本負(fù)荷電源，比例確定為20%-22%。“3.11”地震之前，核電曾占日本總發(fā)電量的50%以上。

　　在可再生能源中，氫能成為日本的新寵。《能源基本計(jì)劃》提出要全面實(shí)施《氫能基本戰(zhàn)略》的相關(guān)政策措施，構(gòu)建氫能制備、儲(chǔ)存、運(yùn)輸和利用的全球產(chǎn)業(yè)鏈，積極推進(jìn)氫燃料發(fā)電、氫燃料汽車發(fā)展，推動(dòng)“氫能社會(huì)”的構(gòu)建。

　　《氫能基本戰(zhàn)略》是日本氫能發(fā)展的具體指南。它確立的幾大目標(biāo)包括：到2030年左右，實(shí)現(xiàn)氫能源發(fā)電商用化，以削減碳排放并提高能源自給率；2030年，將氫氣價(jià)格從目前的100日元/立方米降至30日元/立方米，氫燃料電池汽車達(dá)到80萬輛，氫氣加注站增至900個(gè)，氫燃料電池大巴達(dá)到1200輛。

　　氫燃料電池車是目前氫能的主要應(yīng)用方式之一。

　　最初考慮將氫能源作為汽車動(dòng)能的，是豐田汽車公司的四名技術(shù)人員。1992年，他們以興趣小組的形式開始研究。在公司資金支持下，興趣小組的人數(shù)越來越多，后來演變?yōu)樨S田公司的新能源研發(fā)部。

　　2014年，豐田公司生產(chǎn)出了第一代氫能源實(shí)驗(yàn)車；兩年后，正式推出了第一代氫能源車“MIRAI”。

　　在位于東京的豐田氫能汽車展覽館，工作人員介紹稱，“MIRAI”的售價(jià)是720萬日元（約合46萬元人民幣），政府會(huì)補(bǔ)貼300萬日元（約合20萬人民幣），加上稅收等其他費(fèi)用，個(gè)人實(shí)際承擔(dān)約30萬元人民幣。

　　日本政府的目標(biāo)是，2025年將氫能源汽車的售價(jià)與混合動(dòng)力汽車的售價(jià)持平，即價(jià)格控制在300萬日元左右。

　　“MIRAI”氫能車上載有兩個(gè)氫氣罐，一次充氣3分鐘左右，可行駛650公里。兩個(gè)氫氣罐能充10.5公斤氫氣，每次花費(fèi)約5000日元（約合300元人民幣）。

豐田第一代氫能汽車內(nèi)部構(gòu)造。 拍攝：侯瑞寧

　　“MIRAI”氫能車自2014年12月上市，截至今年9月底，在日本、美國(guó)和歐洲的累積銷量為9810臺(tái)。

　　豐田氫能汽車展覽館工作人員稱，這一銷售數(shù)字尚未達(dá)到預(yù)期，“主要受制于加氫站的數(shù)量太少”。

　　目前，日本有100個(gè)加氫站，東京僅有14個(gè)加氫站。

　　“加氫站少，和汽車公司有關(guān)系，要使氫能車和加氫站同步發(fā)展，需要一個(gè)過程。”豐田公司公關(guān)部和技術(shù)組技師負(fù)責(zé)人中井久志表示，豐田第一代氫能源汽車生產(chǎn)能力為3000輛/年，二代將于明年年底推向市場(chǎng)，屆時(shí)總生產(chǎn)量達(dá)到3萬輛/年。

　　中井久志稱，研發(fā)氫能技術(shù)資金投入很大，經(jīng)濟(jì)賬并不劃算，目前700萬日元的定價(jià)保持不虧損，但尚未盈利。

　　豐田公司正在執(zhí)行車輛電動(dòng)化戰(zhàn)略。到2030年，電動(dòng)化車產(chǎn)量將達(dá)到550萬輛以上。其中，混合動(dòng)力汽車（HEV）和插電式混合動(dòng)力汽車（PHEV）450萬輛以上；電動(dòng)車（EV）和氫能汽車（FCEV）達(dá)到100萬輛以上。

　　與中國(guó)不同，日本在發(fā)展純電動(dòng)車方面興趣寥寥。日本國(guó)土面積小，人口密度較大，大街上行駛的汽車大都小巧便捷。日本認(rèn)為，純電動(dòng)車要負(fù)荷重量較大的電池組，體型較大且研發(fā)成本高，因此純電動(dòng)車并未得到大力發(fā)展。

　　除生產(chǎn)氫能源轎車外，豐田也在生產(chǎn)氫能源公交車、氫能源運(yùn)輸車。目前，帶著“H2”標(biāo)志的數(shù)十輛氫能源公交車已在東京街頭運(yùn)行。

　　氫能源汽車研發(fā)的關(guān)鍵零部件是FC電池堆和高壓儲(chǔ)氫罐。日本在這兩個(gè)領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先。

　　中井久志介紹，“MIRAI”氫能車的FC電池堆功率密度為3.1kw/L，重量?jī)H為56千克。與2008年版的燃料電池堆相比，電池堆功率密度提高了2.2倍，重量減少了近50%。

　　豐田公司在4月表示，將向中國(guó)商用車廠商提供FC組件。其與北汽福田汽車股份有限公司、北京億華通科技股份有限公司達(dá)成了合作意向，將在福田生產(chǎn)及銷售的FC大巴上，搭載采用豐田FC電堆等零部件的億華通FC系統(tǒng)。

　　2000年，豐田開始高壓儲(chǔ)氫罐的研發(fā)，通過碳纖維強(qiáng)化塑料層的創(chuàng)新結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了輕量化，質(zhì)量?jī)?chǔ)氫密度達(dá)到世界領(lǐng)先的5.7wt%。這個(gè)重量百分?jǐn)?shù)意味著數(shù)值越高，所含氫氣就越多。

　　氫能被稱為“21世紀(jì)的終極能源”。近年來，包括中國(guó)、美國(guó)、歐盟等其他國(guó)家和地區(qū)都在大力推出氫能發(fā)展計(jì)劃。

　　截至2018年底，全球加氫站共有369座，日本、德國(guó)和美國(guó)位居前三，中國(guó)以23座的數(shù)量排名第四。

　　中國(guó)對(duì)氫能也寄予厚望。今年3月，中國(guó)首次將“推動(dòng)加氫等設(shè)施建設(shè)”寫入《政府工作報(bào)告》，“氫能熱”再次升溫，民企、國(guó)企各路資本加速入場(chǎng)。

　　2019年6月，中國(guó)氫能聯(lián)盟發(fā)布的《中國(guó)氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書》顯示，到2050年，氫能在中國(guó)能源體系中的占比約為10%，氫氣需求量接近6000萬噸，年經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值超過10萬億元。

　　但中國(guó)的氫能及氫燃料電池產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，有待集中突破，氫能儲(chǔ)運(yùn)及加氫基礎(chǔ)設(shè)施成為“卡脖子”環(huán)節(jié)。

　　亞洲通訊社社長(zhǎng)徐靜波認(rèn)為，從日本氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)看，氫能源的研發(fā)與使用，不只是技術(shù)與生產(chǎn)的問題，更重要的是形成了全社會(huì)的產(chǎn)業(yè)鏈。

　　為了打造這一產(chǎn)業(yè)鏈，日本花了五年時(shí)間，完整構(gòu)建整條產(chǎn)業(yè)鏈。目前，日本國(guó)際商社負(fù)責(zé)液化氣進(jìn)口、巖谷產(chǎn)業(yè)等公司負(fù)責(zé)氫氣制造加工儲(chǔ)存、豐田等公司負(fù)責(zé)氫能源汽車的制造。高壓氣罐的研發(fā)制造，則由三菱重工等公司負(fù)責(zé)、汽車與氣罐新材料由東麗公司等負(fù)責(zé)研發(fā)生產(chǎn)。

　　此外，氫氣運(yùn)輸車運(yùn)輸船的研發(fā)制造、高壓氫氣的安全運(yùn)輸、加氫站的建設(shè)與普及、氫能源汽車的銷售與售后服務(wù)等，都由專門的公司或機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)。

　　日本政府還在推動(dòng)船舶、鐵路領(lǐng)域的氫能化，并開始研發(fā)氫能源的有人月球探測(cè)車。

　　除在交通領(lǐng)域推動(dòng)氫能化，也將氫能系統(tǒng)推廣到了住宅區(qū)。

　　2020年，日本將建成世界上第一個(gè)氫能源社區(qū)，全部使用氫能供電。該社區(qū)位于東京晴海碼頭附近的奧運(yùn)選手村，目前正在建設(shè)中。

建設(shè)中的東京奧運(yùn)選手村，將成為世界上第一個(gè)氫能社區(qū)。拍攝：侯瑞寧

　　據(jù)徐靜波介紹，該社區(qū)每一套房子均采用家用氫能源燃料電池作為家庭的基本電源。

　　社區(qū)內(nèi)建有大型加氫站和氫氣管線管控中心，通過管線直接將氫氣輸入各戶家庭的燃料電池中。社區(qū)內(nèi)的所有商業(yè)設(shè)施、路燈、巡回巴士也將采用氫能源。奧運(yùn)會(huì)結(jié)束后，這些房子將出售給東京市民。

　　如何保證充足的氫能，是日本構(gòu)建氫能社會(huì)的關(guān)鍵。按照《氫能基本戰(zhàn)略》規(guī)劃，2030年，日本氫能供應(yīng)量為30萬噸；到2050年，在氫能價(jià)格降至每立方米20日元（合人民幣1.25元），供應(yīng)量提升至1000萬噸。

　　除自建制氫工廠外，日本還計(jì)劃在澳大利亞和本國(guó)之間建立一條氫能供應(yīng)鏈（HESC），將在維多利亞拉特羅布山谷將褐煤制成液化氫，然后出口到日本。

　　該試點(diǎn)項(xiàng)目由日本政府和由川崎重工牽頭的行業(yè)公司聯(lián)合會(huì)共同出資，將耗資4.96億澳元（約合23.66億元人民幣）。

　　“目前，我們還在試驗(yàn)從下水道廢氣、動(dòng)物糞便中提取氫氣。”中井久志表示，氫能源是取之不盡且令人安心的能源。

　　無論是浪江町的大平英二，還是中井久志，都在期待著2020年的東京奧運(yùn)會(huì)。在他們看來，那不僅是一場(chǎng)體育盛典，且將成為日本向世界展示氫能源汽車技術(shù)的良機(jī)。（記者 | 侯瑞寧）